Повышение ресурса консольно расположенных роликовых подшипников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Гриц Дмитрий Борисович

• Гриц Дмитрий Борисович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Гриц Дмитрий Борисович

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСОЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ

1.1 Характеристика роликовых подшипников

1.2 Конструктивные методы повышения ресурса консольно расположенных роликовых подшипников

1.3 Основные причины неисправностей консольно расположенных роликовых подшипников

1.4 Выводы

1.5 Цель и задачи диссертационной работы

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУ-ЖЕННОСТИ НА РЕСУРСКОНСОЛЬЬНО РАСПОЛОЖЕННЫХ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ

2.1 Определение базовой долговечности

2.2 Распределение нагрузки по телам качения и влияние перекоса колец подшипника

2.3 Действие осевых нагрузок и осевая грузоподъемность

2.4 Эквивалентная осевая нагрузка при изменяющихся условиях нагружения

2.5 Влияние комбинированной нагрузки

2.6 Опытная оценка ресурса консольно расположенных роликовых подшипников

2.7 Выводы

3 МОДЕРНИЗАЦИЯ ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО РЕСУРСА

3.1 Уточнение типовых методик оценки ресурсаконсольно расположенного роликового подшипника

3.2 Модернизация подшипникового узла с целью повышения ресурса

3.2.1 Первый уровень модернизации

3.2.2 Второй уровень модернизации

3.3 Влияние вертикальной динамики на модернизированную конструкцию подшипникового узла

3.4 Оценка ресурса модернизированного подшипникового узла

3.4.1 Ориентировочная оценка ресурса модернизированной конструкции подшипникового узла

3.4.2 Уточнение методики оценки ресурса модернизированной конструкции подшипникового узла

3.5 Выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА

4.1 Цели и выбор метода экспериментального исследования

4.2 Объект исследования

4.3 Методика испытаний и обработка опытных данных

4.3.1 Стендовые испытания

4.3.2 Компьютерное моделирование

4.4 Выводы

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНОЙ РАБОТЫ

5.1 Экономический эффект от внедрения модернизированной конструкции подшипникового узла

5.2 Вывод

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Цветографические схемы распределения возникающих

напряжений в модернизированном подшипниковом узле

ПриложениеБ Документы, подтверждающие внедрение результатов

диссертационной работы

ПриложениеВ Документы, подтверждающие новизну технических разработок

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение ресурса консольно расположенных роликовых подшипников»

Актуальность темы исследования:

Согласно ГОСТ 24955-81 «подшипник - опора или направляющая, которая определяет положение движущихся частей по отношению к другим частям механизма» [1]. На сегодняшний день подшипники качения являются одними из наиболее распространенных стандартизованных конструктивных элементов, выпускаемых серийно. Подшипниковые узлы являются важнейшими элементами в машиностроении. От ресурса подшипникового узла зависит ресурс всего механизма в целом.

В соответствии с ГОСТ 18855-2013 «ресурс - число оборотов конкретного подшипника качения, которое одно из колец подшипника совершает относительно другого кольца до появления первых признаков усталости материала одного из колец или одного из тел качения» [2]. Так же выделяется понятие «номинальный ресурс - расчетный ресурс, соответствующий 90% вероятности безотказной работы для подшипников, изготовленных из широко используемого материала хорошего качества, при хорошем качестве изготовления и работающих в нормальных условиях эксплуатации» [2].

Условия работы подшипников значительно отличаются от нормальных. Для определения ресурса подшипникового узла используются вспомогательные коэффициенты, которые не могут учитывать фактические условия эксплуатации.

Отказы подшипниковых узлов ведут к простоям, потерям производительности и увеличению себестоимости конечной продукции. Современные тенденции развития машиностроения направлены на увеличение нагрузочных и скоростных режимов работы машин.

Таким образом, повышение ресурса подшипниковых узлов - это актуальная задача, разрешение которой обеспечит повышение надежности машин, значительное снижениезатрат, связанных с обслуживанием и ремонтом.

Степень разработанности темы диссертации:

В основы расчета ресурса подшипников качения положена теория сжатия твердых тел, разработанная Г. Герцем [3] и получившая свое развитие в экспериментальных исследованиях Р. Штрибека [4].

Труды Р. Аллана [5]. Р. Д. Бейзельмана [6]. О. М. Беломытцева [7], И. В. Н. Нарышкина [11]. В. Б. Носова [8]. А. А. Попова [12]. С. В. Пинегина

[19] посвящены исследованиям, конструированию опор качения и их рас-

Работу подшипников качения исследовали В. В. Абашкин [20. 21],

Однако не решается проблема взаимного перекоса колец подшипников, что является одним из основных факторов снижения ресурса подшипникового узла.

Данная диссертационная работа посвящена увеличению ресурса роликового подшипника совершенствованием существующей конструкции, уточнению математической модели определения ресурса типовой конструкции и разработке математической модели для модернизированной конструкции.

Целью диссертационной работы является увеличение ресурса роликового подшипника путем совершенствования существующей конструкции.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

1) установить влияние конструктивных параметров и эксплуатационных характеристик на ресурс роликового подшипника;

2) уточнить методику определения эквивалентной нагрузки роликового подшипника с короткими цилиндрическими роликами;

3) разработать модернизированную конструкцию роликового подшипника с целью повышения ресурса;

4) провести теоретическую и экспериментальную оценку конструктивных решений, направленных на повышение ресурса роликового подшипника;

5) предложить математическую модель для определения ресурса модернизированного роликового подшипника.

Объект исследования - подшипник качения роликовый.

Области исследования:

- теория исследования процессов, влияющих на техническое состояние роликовых подшипников качения;

- теория и методы обеспечения надежности роликовых подшипников качения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) уточненная математическая модель определения ресурса роликового подшипника с учетом действия ударной осевой нагрузки.

2) разработаны конструктивные решения роликового подшипника и результаты их исследования для увеличения его ресурса.

3) разработана математическая модель оценки ресурса модернизированного роликового подшипника.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1) уточненная математическая модель определения ресурса роликового подшипника позволяет учесть действие ударных осевых нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации.

2) разработанная конструкция подшипникового узла обеспечивает возможность безотказной работы при повышенных нагрузках, исключая работу торцов роликов при передаче осевых нагрузок.

3) разработанная методика оценки ресурса модернизированного подшипникового узла позволяет учесть конструктивные и эксплуатационные особенности.

Методология и методы исследования. В работе использованы методы решения контактной задачи теории упругости, математического анализа, математической статистики и метод имитационного моделирования с выполнением расчетов на ЭВМ. Экспериментальная проверка конструктивных решений проводилась на натурных образцах с использованием специально разработанного стендового оборудования.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) математическая модель определения ресурса роликового подшипника с учетом действия ударных осевых нагрузок.

2) конструктивное исполнение опоры качения, обеспечивающее повышение ресурса.

3) математическая модель определения ресурса модернизированной конструкции роликового подшипника.

Реализация результатов работы.

Модернизированная конструкция буксового узла со ступенчатой осью колесной пары и сдвоенным подшипником рекомендована к использованию в рамках Центральной дирекции инфраструктуры - филиала ОАО «РЖД».

Степень достоверность научных положений и результатов диссертационной работы подтверждается итогами проведенных аналитических исследований, совпадение их с экспериментальными данными, полученными на лабораторном стенде и результатами компьютерного моделирования в среде SoHdWorksSimulatюn (расхождение составляет не более 5%).

Апробация работы. Основные результаты работы по теме диссертации докладывались и обсуждались на конференции молодых ученых и аспирантов, посвященной Дню Российской науки «Инновационные проекты и технологии в образовании» (Омск, 2013), научно-практической конференции «Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте» (Омск, 2014), III международной заочной научно-практической конференции «Современные проблемы теории машин» (Новокузнецк, 2015), третьей всероссийской научно -технической конференции с международным участием «Технологическоеобеспечениеремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава» (Омск, 2015), конференции, посвященной Дню Российской науки «Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте» (Омск, 2015), всероссийской научно -технической конференции с международным участием «Инновационные проекты и технологии машиностроительных производств» (Омск, 2015), научной конференции, посвященной Дню Российской науки «Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте» (Омск, 2016), научной конференции, посвященной Дню Российской науки «Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте» (Омск, 2018), расширенное заседание кафедры «Теоретической и прикладной механики» ОмГУПС (Омск, 2021).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из них семь статей - в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, восемь статей - в материалах между-

народных и всероссийских конференций, четыре патента на полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения с выводами, списка использованной литературы из 144 наименований, трех приложений; изложена на 206 страницах текста, содержит 76 рисунков и 34 таблицы.

1 Анализ эксплуатации консольно расположенных роликовых подшипников

Подшипники являются опорами для валов, вращающихся осей или деталей, установленных на неподвижных осях, обеспечивая вращение с минимальным коэффициентом трения. Так же, подшипники воспринимают и передают нагрузки, направленные в радиальном и осевом направлениях.

Подшипниковые узлы являются неотъемлемой частью машин и механизмов роторного типа. Согласно ГОСТ 19534-74 [32], ротор - тело, которое при вращении удерживается своими несущими поверхностями в опорах. Другими словами, ротор - любое вращающееся тело.

1.1 Характеристика роликовых подшипников

Роликовые подшипники по характеру воспринимаемой нагрузки можно разделить на четыре категории:

1) радиальные - воспринимают нагрузку в направлении, перпендикулярном оси вращения подшипника (рисунок 1.1 а);

2) упорные - воспринимают нагрузку в направлении, параллельном оси вращения подшипника (рисунок 1.1 б);

3) радиально-упорные - воспринимают нагрузку в направлении, перпендикулярном (в большей степени) и параллельном оси вращения подшипника (рисунок 1.1 в);

4) упорно-радиальные - воспринимают нагрузку в направлении, параллельном (в большей степени) и перпендикулярном оси вращения подшипника (рисунок 1.1 г).

а б в г

Рисунок 1.1 - Типы подшипников по характеру воспринимаемой нагрузки: а - радиальный; б - упорный; в - радиально-упорный; г - упорно-радиальный.

По форме ролика различают следующие типы:

1) с коротким цилиндрическим роликом (рисунок 1.2 а);

2) с длинным цилиндрическим роликом (рисунок 1.2 б);

3) с игольчатым роликом (рисунок 1.2 в);

4) с витым роликом (рисунок 1.2 г);

5) с коническим роликом (рисунок 1.2 д);

6) со сферическим роликом (рисунок 1.2 е);

7) со сфероконическим роликом (рисунок 1.2 ж).

□

а

б

ГД

в

№

г

д е ж

Рисунок 1.2 - Форма роликов: а - короткий цилиндрический; б - длинный цилиндрический; в - игольчатый; г - витой; д - конический; е - сферический;

сфероконический.

Подшипник радиальный роликовый с короткими цилиндрическими роликами предназначен для восприятия радиальных нагру-зок,обладающий значительно большей радиальной грузоподъемностью по сравнению с равногабаритным радиальным однорядным шариковым подшипником, но уступающийпопредельнойчастоте вращения. Неблагоприятным аспектом работы подшипника данного типа является взаимный перекос колец, при котором увеличиваются краевые давления роликов [6].

Подшипник радиальный роликовый сферический двухрядный (сферический подшипник), обладая большой грузоподъемностью, предназначен для восприятия радиальных и значительных осевых нагрузок. Допускают значительный перекос (до 3°) колец подшипников и менее чувствительны к ударным нагрузкам.

Сферические требуют высокой точности изготовления, их работоспособность существенно зависит от качества поверхности сферических дорожек качения и величины радиальных зазоров. Стоимость изготовления сфе-

рических подшипников больше, чем цилиндрических. Сферические подшипники имеют меньшую площадь контакта, чем цилиндрические, поэтому при качении возникают контактные напряжения, при которых ухудшаются условия смазывания и повышается нагрев. Из-за меньшей площади контакта сферические подшипники должны иметь большие габаритные размеры.

В тяжелых условиях эксплуатации цилиндрические подшипники имеют перед сферическими следующие основные преимущества:

1) в девять раз большую долговечность;

2) меньшее сопротивление движению;

3) более простой монтаж и демонтаж.

Подшипник радиальный роликовый с длинным цилиндрическим роликом и игольчатыйвоспринимает только радиальные нагрузки, имеет меньшие габаритные размеры в радиальном направлении по сравнению с подшипниками других типов. Подшипником не ограничивается перемещение вдоль оси. Линейный контакт роликов с дорожками качения нарушается ввиду перекоса внутреннего кольца относительно.

Подшипник радиальный с витыми роликами предназначен для восприятия радиальных нагрузок ударного характера и обладает пониженной жесткостью и увеличенным радиальным зазором в сравнении с подшипником со сплошными длинными цилиндрическими роликами. За счёт перекоса внутреннего кольца относительно наружного наблюдается некоторое снижению долговечности подшипника в виду упругой деформации витых роликов.

Подшипник радиально-упорный конический воспринимает радиальные и односторонние осевые нагрузки одновременно, при этом обладает меньшей предельной частотой вращения в сравнении с подшипником с короткими цилиндрическими роликами. Способность к восприятию осевой нагрузки определяется углом конусности наружного кольца. Перекос внутреннего кольца относительно наружного недопустим. Однорядный подшипник способен воспринимать одностороннюю осевую нагрузку. В случае действия переменной по направлению осевой нагрузки, требуется устанавливать либо два разнонаправленных конических подшипника, либо двухрядный. Воспринимаемая осевая нагрузка не должна превышать 40% от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.

Ограничениями для выбора типа подшипника являются: характер и величина нагрузки, действующей на подшипниковый узел, температурный ре-

жим работы, угловые скорости, при которых эксплуатируется подшипниковый узел, долговечность, которую должен обеспечить выбранный подшипник для узла.

Методика определения предельной частоты вращения регламентирует ГОСТ 20918-75 [33]. Предельную частоту вращения определяют, об/мин:

(¿тп)К

п = —-, (О)

"■т

где dmn - скоростной параметр, зависящий от типа подшипника и вида смазочного материала, мм-мин-1;

К - коэффициент, учитывающий влияние воспринимаемой подшипником нагрузки по величине долговечности;

dm - величина диаметра окружности, проведенной через середины тел качения, мм.

Для трех типов подшипниковых узлов, при величине диаметра окружности, проведенной через середины тел качения, равном 190 мм результат определения предельной частоты вращения приведем в виде таблицы 1.1.

Таблица 1.1

Допустимые числа оборотов для роликовых подшипников

Параметры Число об/мин подшипников

цилиндрических сферических конических

Нормальное число оборотов 1800 900 900

Максимальное число оборотов 3800 1500 1500

Результат расчета подтверждает тот факт, что цилиндрические подшипники являются наиболее быстроходными из роликовых подшипников.

Немало важным аспектом является выбор способа посадки внутреннего кольца. За время эксплуатации подшипниковых узлов наибольшее распространение получили следующие: втулочная посадка и горячая глухая посадка.

Технология монтажа внутренних колец подшипников упрощается за счёт втулочной посадки, позволяющей расширить поля допусков на размеры вала и отверстия, в этом случае не требуется индивидуальный подбор подшипников по натягу. Существенным недостатком втулочной посадки является наличие дополнительной детали - втулки, повышающей стоимость подшипника (основное повышение стоимости заключается в сложности изготов-

ления внутреннего кольца с конусным отверстием). Кроме того, из-за неодинаковой толщины внутренних колец на втулочной посадке снижается жесткость соединения подшипника с осью, что приводит к неблагоприятному перераспределению контактных давлений на тела качения.

С целью разделения роликов между собой и удержанием их на заданном расстоянии между собой в конструкции подшипников используют сепараторы. При использовании клепаного латунного сепаратора в подшипниках, доля брака составляла 30-35%, поэтому в дальнейшем подшипники стали оборудовать беззаклепочными сепараторами, которые обеспечивали надежную работу роликовых подшипников в сложных силовых условиях, особенно характерных принизкой температуре [20], [21].

Для повышения надежности роликовые подшипники выпускают с сепаратором из полиамида, масса которого в 10 раз меньше латунного. Обеспечивается снижение инерционных нагрузок, действующих на детали подшипника. Радиальную и осевую грузоподъемностьидолговечностьподшипника с полиамидным сепаратором стало возможным повысить за счет выполнения более тонкой перемычки и установки дополнительного тела качения. Ресурс работы смазки повышается благодаря уменьшению скорости ее окисления в процессе эксплуатации.

К недостаткам полиамидного сепаратора можно отнести ухудшение условий отвода тепла от тел качения из-за низкого коэффициента теплопроводности по сравнению с латунным (коэффициент теплопроводности латуни 110 Вт/м-К, полиамида - 0,2-0,5 Вт/м-К [34]).

С целью увеличения ресурса роликовых подшипников разрабатывались рациональные конструкции корпусов, способные минимизировать вероятность поворота колец подшипников, обеспечить равномерное распределение действующих нагрузок по длине тела качения и между рядами тел качения (при использовании многорядных подшипников).

Помимо выбора рациональной конструкции, снизить концентрацию давления на концах роликов можно путем введения скосов, а также бомби-нированием - созданием рациональной поверхности контакта (рисунок 1.3).

26 ±3

а б

Рисунок 1.3 - Рациональные формы цилиндрических роликов

а — скосы; б — бомбина

Стали марок ШХ15 или ШХ15СГ являются высокоуглеродистыми сталями хромистыми и хромомарганцовистымии при сквозной закалке колец и роликов являются основными материалами для изготовления подшипников. Подшипники из хромистых сталей склонны к хрупкому разрушению из-за повышенной чувствительности к концентраторам напряжений.

При глубинном индукционном нагреве стали регламентированной про-каливаемостиприменение метода поверхностной закалки позволяет увели-читьдолговечность деталей подшипников [27].

Для придания лучших технологических свойств был разработан новый вид стали с присвоением марки ШХ4. Доля содержания углерода для обеспе-чинея высокой стойкости подшипников в условиях больших контактных нагрузок составляет 0,95-1,05 %, доля содержания хрома для регулирования прокаливаемости и улучшения структуры составляет 0,35-0,50 %.

Увеличенные прочностные характеристики и низкая чувствительность к поверхностным концентраторам напряжений для элементов, изготовленных из стали ШХ4, доказана как в лабораторных условиях, так и в эксплуатации. Срок службы колец из стали ШХ4 увеличен не менее чем в два раза по сравнению с жизненным циклом колец из стали ШХ15СГ.

1.2 Конструктивные методы повышения ресурса консольно расположенных роликовых подшипников

Одним из вариантов решения проблемы восприятия осевой горизонтальной нагрузки цилиндрическими подшипниками была установка дополнительного шарикового подшипника (рисунок 1.4). Основным недостатком

данной конструкции является восприятие шариковым подшипником части радиальной нагрузки.

Рисунок 1.4 - Распределение радиальной нагрузки в подшипниковом узле с дополнительным шариковым подшипником.

Вместе с наружными кольцами цилиндрических подшипников зажимается крепительной крышкой 3 наружное кольцо шарикового подшипника 2. Шарики перекатываются по желобу внутреннего кольца при изменении направления осевой нагрузки. За счет плотного соприкосновения шариков с желобом происходит перекос наружного кольца, вызывающий приподняти-емкрая корпуса. Перегруженными являются задний цилиндрический и шариковый подшипник, в то время как передний цилиндрический подшипник 1 -полностью разгруженот действия радиальных нагрузок. Угловой перекос колец подшипника вызывает раздельное фиксирование наружного и внутреннего колец. Данное обстоятельство является еще одним недостатком применения шарикового подшипника в данной конструкции [35].

С целью повышения ресурса подшипникового узла нашла применение конструкция сдвоенного безремонтного роликового подшипника закрытого типа CRU-дуплекс (рисунок 1.5) [36].

Рисунок 1.5 - Общий вид безремонтного сдвоенного подшипника Н6-882726Е2К1МУС43 (CRU-дуплекс)

Внутренняя конструкция сдвоенного подшипника (рисунок 1.6) соответствует таковой комплекта подшипников 36-42726Е2М и 36-232726Е2М по ТУ ВНИПП 048-1-00 [37], выпускаемых серийно.

2

Рисунок 1.6 - Конструктивные особенности подшипника CRU-дуплекс: 1 - бортовое внутреннее кольцо; 2 - защитная шайба; 3 - кольцо крепежное

Основными отличиями данной конструкции подшипника являются:

1) бортовая конструкция внутреннего кольца (отсутствие упорного отъемного кольца предполагает увеличение надежности торцевого крепления за счет отсутствия приставной шайбы);

2) наружное кольцо подшипника Н6-42726Е2К1МУ имеет с одной стороны канавку для монтажа защитной шайбы;

3) наличие крепежного кольца (стеклонаполненный полиамид Арма-мид ПА СВ 30-1ЭТМ) для соединения двух внутренних колец.

Указанные конструктивные решения подшипника CRU-дуплекс позволяют снизить количество отказов в работе подшипникового узла в процессе эксплуатации, в том числе по причине отказа торцевого крепления.

Также предполагается увеличение производительности труда в процессе монтажа и демонтажа, т.к. CRU-дуплекс поставляется в собранном виде, заполненный смазкой и укомплектованный по радиальным зазорам и размерам отверстия внутренних колец, и не требует проведения дополнительных операций перед монтажом.

Однако, не смотря на все внесенные конструктивные изменения, подшипник CRU-дуплекс не решает основной недостаток, характерный для цилиндрических подшипников - передача нагрузки в осевом направлении, следовательно, при их эксплуатации будут появляться такие дефекты как задиры типа «елочка» на бортах наружных, внутренних колец и на плоских упорных кольцах. Даже использование противозадирных присадок в смазке и оптимизация геометрии контакта поверхностей торца ролика и бортов колец должным образом не решит проблему одного из самых распространенных дефектов.

Применение конических подшипников кассетного типа должно избавить от недостатков цилиндрических подшипников. Вместе с тем, при испытаниях и во время эксплуатации выявились характерные для подшипников с коническими телами качения дефекты.

Основные препятствия, стоящие на пути широкого внедрения конических подшипников:

1) сложные условия динамического нагружения и перекосов;

2) ресурс конических подшипников должен обеспечиваться высокой точностью изготовления роликов и колец подшипника. Изготовление конических подшипников высокой точности процесс более трудоемкий и дорогостоящий, чем изготовление цилиндрических подшипников;

3) особенность эксплуатации конических подшипников - более высокая рабочая температура, в сравнении с цилиндрическими подшипниками при том же типоразмере;

4) прессовая посадка внутренних колец. После установки заднего кольца в результате среза и смятия микронеровностей, нарушается посадка внут-

реннего кольца переднего подшипника на шейку оси.В этом случае происходит ослабление натяга и увеличивается верочтностьпроворота внутреннего кольца;

5) восприятие основной части осевой нагрузки осуществляется по схеме аналогичной цилиндрическим роликовым подшипникам - «торец ролика - борт кольца».

1.3 Основные причины неисправностей консольно расположенных роликовых подшипников

Основное снижение ресурса подшипников происходит из-за потерь на трение и деформацию. Природой происхождения таких потерь являются возникающие проскальзывания в местах контакта тел качения с кольцами и сепаратором, и упругость материала тел и дорожек качения. Данные потери не являются постоянными во времени. Они определяются конструктивными особенностями подшипника, эксплуатационными характеристиками и смазыванием.

Общее сопротивление вращению в подшипниках качения обусловлено рядом факторов.

Трение качения роликов по беговым дорожкам колец и порождаемое им сопротивление по своей природе является многопричинным. Это трение подробно рассмотрено в [38].

Геометрическое скольжение отдельных контактных точек поверхностей тел качения возникает вследствие неравенства их линейных скоростей и зависит от очертания самих поверхностей. Геометрическое скольжение зависит от площади контактного пятна и его формы.

Трение тел качения о сепаратор обусловлено многими причинами, к которым, прежде всего, относятся наличие диаметрального зазора между элементами подшипника и отклонениями в размерах тел качения. Для снижения отмеченного сопротивления движению необходимы более высокие точность сортировки роликов и чистота поверхностей дорожек качения.

Трение элементов подшипника и смазочной жидкости представляет собой сложную гидродинамическую задачу. Оно зависит от вязкости смазки, скорости относительного движения, температуры и других факторов. Вопро-

сы влияния смазки на сопротивление вращению в подшипниках качения подробно рассмотрены в работах П. Л. Капицы [39] и Д. С. Коднира [40].

Сопротивление, порождаемое силами инерции. Центробежные силы инерции тел качения являются дополнительной динамической нагрузкой, которая становится заметной при повышенной угловой скорости вращения. Силы инерции вызывают увеличение всех рассмотренных выше видов сопротивлений в подшипниках.

Основные виды трения в подшипниках качения действуют одновременно (или совокупно), поэтому количественно оценить влияние каждого из них на общее сопротивление вращению тел качения трудно. Однако можно отметить, что повышенное сопротивление в начальный момент движения (сопротивление при трогании) обусловлено, главным образом, влиянием трения скольжения в смазочном слое. С увеличением скорости это трение снижается, а затем вследствие влияния появляющихся центробежных сил инерции тел качения и других факторов сопротивление в подшипниках возрастает. Повышение радиальной нагрузки на подшипник Р оказывает влияние, главным образом, на трение качения тел по беговым дорожкам, геометрическое скольжение и трение о сепаратор.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гриц Дмитрий Борисович, 2022 год

- - —

У 22

V

4 у

(4.18)

(4.19)

(4.20)

В таблице 4.3 приведены результаты расчета дисперсий коэффициентов уравнений регрессии и соответствующих среднеквадратических ошибок.

Таблица 4.3 Дисперсии коэффициентов уравнений регрессии и среднеквад-ратические ошибки

Для функции отклика

ут(хъх2) У л (хьх2)

^ ьо —19,333 = 4,397 $ьо = 2,833 = 1,683

= 25,778 = 5,078 =3,778 = 1,943

= 25,778 = 5,078 5ь22 = 3,778 = 1,943

£ь212 =103,111 = 10,154 5м2 =15,111 5Ы 2 = 3,887

4] = 58 = 7,615 = 8,5 $Ъ22 = 2,915

$Ь22 = 58 ^ъи = 7,615 $Ъ22 =8,5 = 2,915

Доверительные интервалы коэффициентов уравнений регрессии рассчитываются по уравнениям:

АЬ0 = ±tSl ЛЬ = ^г,

Ь0;

АЬп =±гяЫ1;

АЬа = ±£^Ьгг,

(4.21)

(4.22)

(4.23)

(4.24)

где £ = 3,18 - значение критерия Стьюдента для трех степеней свободы дисперсии воспроизводимости при 5%-ном уровне значимости [133]; результаты расчетов сведены в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 Доверительные интервалы коэффициентов уравнений регрессии

Для функции отклика

уаъ'ъ)

А ь0 = ±13,98 А й, = А ъ2 = ±16,15 А ь12 = ±32,29 А ъи = А ъи = ±24,22 А ь0 = ±5,35 А^ = Аь2 = ±6,18 А ь12 = ±12,36 А ъи = аьи = ±9,27

Полученные доверительные интервалы не превышают по модулю соответствующих коэффициентов уравнения регрессии, следовательно, коэффициенты являются статистически значимыми. Адекватность полученных моделей проверяется при помощи критерия Фишера:

(4.25)

р = ^ад. < р

р 2 т -

£

У

где р , р - расчетное и табличное значения критерия;

2

£ад - дисперсия адекватности, определяемая по выражению:

где - сумма квадратов отклонений эмпирических значений функции отклика от ее значений, вычисленных по модели;

£ - сумма квадратов, использованная для определения дисперсии вос-

производимости: £

Е( т)

= 216; эе (м) =34;

/ - число степеней свободы, которое для дисперсии адекватности в

(4.27)

данном случае рассчитывается так:

Г = Н-к'-(щ-1), где N = 10 - общее количество опытов;

к' = 6 - число статистически значимых коэффициентов модели

п

= 4 - число опытов в центре плана, тогда / = 1, а табличное значе-

ние критерия Фишера при 5 %-ном уровне значимости р = 199,5.

Значение дисперсии адекватности и расчетное значение критерия Фишера соответственно составляют:

- для функции отклика ут(х1,х2) -

Уравнение энергетического баланса при вращении колесной пары на стенде с постоянной скоростью (без ускорения и замедления):

где Рд - мощность, развиваемая двигателем;

Рпс- мощность на преодоление полезных сопротивлений;

Р^> - мощность на преодоление сил трения в подвижных соединениях буксы.

Исключим трение качения в подшипниках: принимаем, что при отсутствии осевой нагрузки мощность, развиваемая двигателем, полностью расходуется на приведение во вращение колесной пары:

таким образом, мощность на преодоление сил трения под действием осевой нагрузки в типовой и модернизированной буксах, Р и Р , определяется по

формуле:

(4.30)

Ртр.т(ы) Рд.т{ы) РдО,

после этого определяется относительное снижение мощности.

При заданной величине одного из таких факторов поверхность отклика представляет собой кривую зависимости значения функции отклика от одного переменного фактора. Таким образом, для оценки и прогнозирования мощности р , развиваемой на преодоление сил трения при использовании

разных конструкций подшипниковых узлов при заданной нагрузке, получается зависимость мощности от скорости движения. На рисунке 4.8 представлены зависимости для максимального уровня нагрузки 15 кН.

Для сравнения оценки мощности, необходимой на преодоление сил трения, были проведены дополнительные опыты, в которых регистрировалась мощность двигателя р при увеличении скорости движения без осевой

нагрузки на подшипники. Во всех проведенных опытах после каждого повышения скорости вращения выдерживался интервал времени в 60 секунд с целью исключения фиксациипиковых значений мощности, а потом на каждой установившейся скорости вращения производилось 30 измерений мощ-

ности с интервалом времени 5 с.

Выборочная средняя величина мощности Р д, развиваемой двигателем при заданной скорости вращения, вычисляется по формуле, Вт:

где Р - результат /-го измерения мощности, Вт;

п - число измерений, шт. Для оценки случайной ошибки измерения используется величина выборочного среднеквадратичного отклонения или по-другому среднеквадратичной ошибки:

Доверительная вероятность «(то, что Р д отличается от истинного значения х на значение, меньшее, чем ДРд):

где диапазон параметров случайной величины от р - др до р +Др представляет собой тот доверительный интервал, ширина которого характеризует точность, а доверительная вероятность характеризует надежность оценки параметра Рд с помощью выборочного среднего значения Р д.

Ширина доверительного интервала ДРд определяется числом измерений п, значениями Рд, £ и определяется по формуле:

где г - коэффициент Стьюдента (/-критерий), зависит от числа измерений и заданной доверительной вероятности [134, с. 530, табл. Х1.12]. При объеме выборки, равном десяти измерениям, коэффициент Стьюдента составляет 2,04 (для доверительной вероятности 0,95). Проверка однородности дисперсий проводится по Б-критерию Фишера, отношение максимальной и минимальной дисперсий не должно превышать табличного значения критерия. В данном случае условие однородности выполняется (при девяти степенях свободы сравниваемых дисперсий):

В таблице 4.5 представлены показатели снижения мощности по зависимостям, показанные на рисунке 4.6.

Таблица 4.5 Мощность, развиваемая двигателем на преодоление сил трения в подвижных соединениях буксы (при нагрузке 15 кН)

Скорость колесной Мощность двигателя, Вт, Сравнительное

пары при испытаниях буксы снижение

со, об/мин V, км/ч типовой модерн! виро ва нно й мощности. %

382 40 296 157 46.96

573 60 780 425 45,51

764 80 1580 849 46.27

4.3.2 Компьютерное моделирование

Один из основных методов в настоящее время для решения задач механики твердого тела посредствам численных алгоритмов является метод конечных элементов (МКЭ) [135, 136, 137]. Основа этого метода заключается в дискретизации объекта с целью решения уравнений механики сплошных сред в предположении, что эти зависимости выполняются в пределах каждой из элементарных областей [138, 139], эти области называют конечными элементами, алгоритмы выполнения расчетов методом МКЭ изложены подробно в [140 - 143].

Цель моделирования - распределение механических напряжений в элементах подшипникового узла под воздействием переменных радиальных и осевых сил со стороны рамы тележки вагона и установление действующих максимальных напряжений.

Моделирование НДС состоит из следующих этапов:

1 этап: создание трехмерной геометрической модели буксового узла грузового вагона;

2 этап: применение механических свойств марок сталей к модели;

3 этап: наложение на модель кинематических ограничений;

4 этап: аппроксимация трехмерных моделей сеткой конечных элементов;

5 этап: определение эквивалентных напряжений в материале и сравнение их с допускаемыми напряжениями (предел прочности и текучести).

Трехмерная геометрическая модель буксового узла не в полном виде представлена на рисунке 4.2. Для более точного представления сборочного узла необходимо привести модели колеса и корпуса буксы. Приведем необходимые модели на рисунке 4.9, а полную сборку на рисунке 4.10.

Рисунок 4.9 - Модели колеса (слева) и корпуса буксы (справа).

а б

Рисунок 4.10 - Колесная пара с буксовым узлом: а общий вид; б - вид в разрезе.

При задании механических свойств трехмерных моделей принимаются механические характеристики материалов, из которых изготавливаются соответствующие детали. Представим данные о механических свойствах материалов в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Механические свойства материалов

Деталь Материал аВ, Н/мм2 аТ, Н/мм2 5, % ^^Дж/см2

Ось ОС-В-2 630 330 19,0 34

Колесо Т 1020 - 9,0 18

Корпус буксы 20ГЛ 550 280 18,0 25

Крышка 20ГЛ 550 280 18,0 25

Крышка смотровая 10кп 310 185 33,0 -

Лабиринтное кольцо Ст5 570 280 21,0 -

Кольца, ролики,

шарики подшип- ШХ15 2160 1670 - 5

ника

Располагая координатные оси следующим образом: параллельно ребрам жесткости верхнего свода корпуса - ось x, вертикально вверх - ось у, вдоль оси колесной пары - ось z; установим ограничения на перемещение элементов колесной пары. Представим возможные перемещения элементов колесной пары в виде таблицы 4.7.

Таблица 4.7 - Возможные перемещения элементов колесной пары

Элемент Поступательно вдоль оси Вращательно вокруг оси

x у z x у z

1 2 3 4 5 6 7

Ось + В пределах изгиба оси В пределах уширения пути В пределах угла поворота сечения оси - +

Колесо + - В пределах уширения пути - - +

Корпус буксы + В пределах изгиба оси В пределах смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси - -

Крышка + В пределах изгиба оси В пределах смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси - -

Окончание таблицы 4.7

1 2 3 4 5 6 7

Крышка смотровая + В пределах изгиба оси В пределах смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси — —

Лабиринтное кольцо + В пределах изгиба оси В пределах уширения пути В пределах угла поворота сечения оси — +

Внутреннее кольцо + В пределах изгиба оси В пределах уширения пути В пределах угла поворота сечения оси — +

Наружное кольцо + В пределах изгиба оси В пределах уши- рения пути и смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси — —

Сепаратор + В пределах изгиба оси В пределах уши- рения пути и смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси — +

Ролик + В пределах изгиба оси В пределах уши- рения пути и смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси — +

Шарик + В пределах изгиба оси В пределах уши- рения пути и смещения буксы В пределах угла поворота сечения оси — +

В качестве действующих нагрузок (рисунок 4.11) рассмотрим радиальные силы действующие на свод корпуса буксы, направленные вертикально вниз, а также осевые силы Е, приложенные к челюстным направляющим корпуса буксы.

Величина радиальных нагрузок определяется исходя из действующих эксплуатационных нагрузок (235 кН), а также перспективных, определенных стратегией развития ОАО «РЖД» (270 - 300 кН). Осевые нагрузки, ввиду влияния на их величину скоростей движения (формула 3.57), рассматриваются при скоростях движения от 40 до 80 км/ч.

При аппроксимации трехмерной модели сеткой конечных элементов используем стандартную сетку с конечным элементом в форме правильного тетраэдра [143]. Количество точек Якобиана принимаем равное четырем. Данные о полученных сетках конечных элементов для каждой детали, входящей в сборку представим в виде таблицы 4.8.

Используя функцию статического анализа с применением свойств материалов, приведенных в таблице 4.6, накладывая ограничения на перемещение в соответствии с таблицей 4.7, используя параметры сеток конечных элементов, приведенные в таблице 4.8, нагружая модель в соответствии с рисунком 4.11 определяются возникающие максимальные напряжения по Ми-зесу, деформации и перемещения полученной модели. Результаты компьютерного моделирования представляются в виде цветографического распределения возникающих напряжений в Приложении А для каждого элемента, входящего в контактную сборку в отдельности.

Рисунок 4.11 - Направление действующих нагрузок на корпус буксы.

Таблица 4.8 - Данные о сетках конечных элементов

Деталь Размер элемента, мм Допуск, мм Всего узлов Всего элементов

1 2 3 4 5

Ось 3,73129 0,186565 3746401 2675474

Колесо 17,8338 0,891688 582041 393818

Корпус буксы 10,4551 0,522755 77200 46323

Крышка 9,56626 0,478313 25483 15140

Окончание таблицы 4.8

1 2 3 4 5

Крышка смотровая 3,34393 0,167197 65409 33432

Лабиринтное кольцо 4,03923 0,201962 104064 63976

Внутреннее кольцо 2,72206 0,136103 361288 244969

Наружное кольцо 2,28598 0,114299 1054780 717520

Сепаратор 4,52611 0,226305 82937 40975

Ролик 1,16064 0,0580322 114200 79821

Шарик 0,522262 0,0261131 126618 88694

Возникающие на поверхностях деталей максимальные напряжения по Мизесу не превышают предел текучести для каждого из материалов, что говорит о возможности сохранения работоспособности элементов буксового узла под действием перспективных нагрузок. Коэффициент запаса прочности для каждого из элементов, входящих в сборку превышает минимально допустимую величину, принятую равной трем.

4.4 Выводы.

1. Проведенные стендовые испытания показывают снижение потерь мощности двигателя на 45% для достижения заданной скорости вращения оси колесной пары с модернизированной конструкцией подшипникового узла в сравнении с типовой конструкцией.

2. Для оценки достоверности проведенных исследований использовался критерий Фишера. Для типовой конструкции = 15,12, = 199,5. Для модернизированной конструкции = 3,54, = 199,5. Для обеих конструкций расчетное значение критерия Фишера является меньшим, чем табличное, что говорит об адекватности модели.

3. Проведенное твердотельное моделирование методом конечных элементов для модернизированного подшипникового узла с учетом свойств материалов, возможных перемещений а так же действующих нагрузок позволяет сравнить результаты с аналитическими данными. Величины максимальных напряжений на поверхностях дорожек качения внутренних колец подшипника превышают значения контактных напряжений, полученных анали-

тическим путем на 3%, для наружного кольца - на 2,75%, для роликов - 4%, для шариков - 4,68%. Данные результаты позволяют сделать нам заключение о способности сохранения ресурса усовершенствованным подшипниковым узлом при действии ожидаемых нагрузок и скоростей движения.

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВНАУЧНОЙ РАБОТЫ

Планируемое увеличение скорости движения и нагрузки на ось направлено на повышение рентабельности перевозок по сети ОАО «РЖД». С увеличением нагрузки на ось колесной пары увеличивается масса грузов, перевозимых одним вагоном (наливных и сыпучих грузов). Увеличение скоростей движения благоприятно сказывается на таком показателе как вагонооборот.

Теоретическая оценка ресурса типовой конструкции буксового узла показывает, что с увеличением нагрузки на ось колесной пары на 6,3%, а именно до 250 кН, ресурс подшипника уменьшается на 17%. При увеличении нагрузки на 27,7%, а именно до 300 кН, ресурс уменьшится на 52,5%. Снижение ресурса ведет к увеличению эксплуатационных расходов на ремонт и замену подшипниковых узлов, вышедших из строя, кроме того, увеличивается число и время простоя вагонов в ремонте.

При определении ресурса по уточненной методике происходит значи-тельноесокращение времени наработки подшипникового узла, что влечет за собой значительно большее количество внеплановых отцепочных ремонтов.

5.1 Экономический эффект от внедрения модернизированной конструкции подшипникового узла

Увеличение ресурса буксового узла путем внесения конструктивных изменений позволяет увеличить межремонтные пробеги вагонов, уменьшить количество отцепок вагонов и время их простоя в ремонте по дефектам подшипникового узла. Для модернизированной конструкции подшипникового узла необходимо дать оценку основных показателей эффективности, основываясь на «методику расчета и подтверждения экономического эффекта от использования научно-технических работ в деятельности ОАО «РЖД» по кругу ведения Дирекции инфраструктуры»[144].

Разработанная конструкция подшипникового узла грузового вагона позволяет решить следующие приоритетные задачи в области научно-технических работ в совокупности с натуральными показателями вагонного хозяйства: 1. Повышение качества ремонта грузовых вагонов:

- сокращение отказов технических средств по вине вагонного хозяйства;

- сокращение времени задержки поездов по вине вагонного хозяйства;

- удлинение участков гарантийного проследования поездов.

2. Создание новых грузовых вагонов, в том числе тележек грузовых вагонов с нагрузкой от оси на рельсы 270-300 кН:

- повышение грузоподъемности и производительности;

- снижение эксплуатационных расходов на один вагон грузового парка.

3. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов в соответствии с объемом фактически выполненных работ:

- обеспечение работоспособности грузовых вагонов в эксплуатации;

- улучшение технического состояния грузовых вагонов;

- снижение эксплуатационных расходов (по заработной плате, материалам и прочим).

К основным натуральным показателям по вагонному хозяйству, на которые влияют научно-технические мероприятия, относятся:

- высвобождение численности;

- экономия материалов;

- сокращение количества отцепочных текущих ремонтов;

- соответствие нормативам по количеству неисправных вагонов (по типам подвижного состава);

- повышение надежности грузовых вагонов (сокращение времени задержки по вине вагонного хозяйства).

В результате внедрения данной работы экономия производственных затрат от планируемого снижения внеплановых отцепочных ремонтов, руб.:

АС, = с^ • Я • потч, (5Л)

где R - планируемое сокращение количества текущих отцепочных ремонтов (количество отцепочных ремонтов на один вагон рабочего парка при внедрении научно-технической работы);

ср - средняя себестоимость текущего отцепочного ремонта, руб.; потч - рабочий парк в отчетном периоде.

При расчете себестоимости текущего отцепочного ремонта закладывается стоимость заменяемых подшипниковых узлов, заработная плата работников, необходимых для выполнения работ, а так же энергетические затраты, связанные с проведением ремонтных работ.

Затраты на проведение текущего отцепочного ремонта приведены в виде таблицы 5.1 с учетом всех необходимых технологических операций в расчете на одну колесную пару.

Таблица 5.1 - Затраты на проведение текущего отцепочного ремонта

Затраты на приобретение комплектующих

Наименование Цена, руб. Кол-во, пл. Сумма, руб.

Комплект подшипников 7500 2 15000

ИТОГО 15000

Затраты на выполнение работ

Наименование работы Единица измерения Кол-во Тарифный разряд работы Норма времени Оплата, руб. Сумма, руб.

1 2 3 4 5 6 7

Колесную пару промыть Колесная пара 1 2 0,025 165.6 4,14

Колесную пару очистить Колесная пара 1 2 0Д71 165,67 28,33

Демонтаж буксы со снятием внутренних колец Колесная пара 1 5 0392 337.48 132Д9

Промывка буксы с роликовыми подшипниками Колесная пара 1 4 ОД 12 278,66 31,21

Монтаж буксы с роликовыми подшипниками Колесная пара 1 5 1,322 337.48 446,12

ИТОГО 642.09

Затраты энергетического характера

Наименование Единица измерения Кол-во Стоимость за единицу, руб. Сумма, руб.

Электричество, необходимое для проведения работ кВт-ч 10,89 8,74 95,18

Вода для обмыва 1,35 13,36 18.04

В о до отведение М" 1,35 18,36 24.79

ИТОГО 138,01

ИТОГО себестоимость на одну колеси™ пару 15780Д0

Высвобождение численности в результате внедрения НТР рассчитывается по формуле, чел.:

Ч

п п

^ \ 00н ^ \

нтр

Р

Р

Л,

(5.2)

где Qн, Qнтp - трудоемкость работ за смену до и после использования результатов НТР соответственно, чел-час;

Р - продолжительность рабочего времени одного исполнителя на выполнение работ, час;

п - количество смен за год;

Sв - масштаб внедрения результатов научно-технической работы (количество объектов, работ).

Сведения о трудоемкости работ приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 Трудоемкость выполнения работ по ремонту букс

Наименование работы Трудоемкость работы до модернизации, чел-час. Оплата за выполненную работу, руб. Трудоемкость работы после модернизации, чел-час. Оплата за выполненную работу, руб.

Колесную пару промыть 0,025 4.14 0,025 4,14

Колесную пару очистить 0,171 28,33 0,171 28.33

Демонтаж бук-

сы со снятием внутренних 0,392 132,29 0,283 107,29

ко.тец

Промывка бук-

сы с роликовыми подшип- ОД 12 31,21 0,068 23,19

никами

Монтаж буксы

с роликовыми 1,322 446,12 1,108 397,05

подшипниками

Затраты на оплату7 642,09 560,00

По итогам внедрения результатов научно-технической работы в количестве сто вагонов высвобожденная численность работников будет составлять 208 человек.

Экономия материалов для]-ой операции в результате внедрения НТР определяется по формуле:

М = [[ ■ - > • кттр \ ^^, (5.3)

V г=1 г=1 /

где Ш! - количество единиц различных работ по программе, на которые расходуется1-ый материал;

Нр - нормы расхода 1-ого материала на единицу выполняемой ]-ой операцией;

НрТР - расходы 1-ого материала на единицу выполняемой ]-ой работы после внедрения научно-технической работы.

Ввиду отсутствия необходимости в дополнительном смазывании подшипникового узла, материалы, которые будут экономиться при внедрениире-зультатов научно-технической работы - пластичная смазка Буксол, препарат модификатор эМПи - 1. В расчете на сто вагонов объем экономии материалов составит: 720 кг пластичной смазки Буксола и 88 кг препарата модификатора эМПи - 1.

Расходы вагонного хозяйства складываются из ниже представленных элементов:

затраты, связанные с оплатой труда; затраты на социальные нужды; материальные затраты (материалы, электроэнергия); амортизация; прочие затраты.

В результате внедрения НТРсокращение производственных издержек на оплату труда в среднем за год с учетом отчислений на социальные нужды, руб.:

где Фм - среднемесячная заработная плата одного работника, руб/месяц; 12 - число месяцев;

а - ставка отчислений на социальные нужды, % (а«26,2%); Чв - высвобождаемый контингент, занятый на выполнении отдельных работ или операций после внедрения научно-технической работы, чел.

Экономия производственных издержек при средней заработной плате одного работника 17000 рублей составляет 53549184 рублей в год.

Стоимость модернизированной конструкции, в связи с отсутствием аналогов, определяется на основе укрупненных нормативов материальных и трудовых затрат, установленных для однотипных узлов, деталей, конструктивных элементов. Расчет стоимости элементов модернизированного подшипникового узла приведен в виде таблицы 5.3.

Таблица 5.3 - Стоимость модернизированного подшипникового узла

Наименованне Стоимость, руб. Количество Сумма, руб.

Внутреннее кольцо диаметра 145 мм 2000 1 2000

Внутреннее кольцо диаметра 150 мм 2200 1 2200

Наружное кольцо 1800 1 1800

Роликсо сферическим углублением 50 44 2200

Шарик 25 66 1650

Сепаратор 150 1 150

ИТОГО 10000

В результате внедрения НТРэкономия производственных затрат от прогнозируемого снижения внеплановых отцепочных ремонтов определяется по формуле (5.1).

Ожидаемое снижение количества текущих отцепочных ремонтов на один вагон рабочего парка при внедрении научно-технической работы является пропорциональным отношению ориентировочного пробега грузового вагона к уточненному пробегу вагона, оборудованного типовой конструкцией подшипникового узла. В данном случае для системы подшипников расчетная величина составляет 0,3699.

В таблице 5.4 приведены расходы на проведение текущего отцепочного ремонта модернизированной конструкции подшипникового. В соответствии с таблицей 5.2 принимается норма времени на выполнение технологических операций, из-за отсутствия усложнения видов работ тарифные разряды остаются такими же, как для типовой конструкции буксового узла.

Таблица 5.4 - Затраты на проведение текущегоотцепочногоремона

Затраты на приобретение комплектующих

Наименование Цена, руб. Кол-во, шт. Сумма, руб.

Модернизированный подшипниковый узел 10000 2 20000

ИТОГО 20000

Затраты на выполнение работ

Наименование работы Единица измерения Кол во - Тарифный разряд работы Норма времени Оплата, руб. Сумма, руб.

Колесную пару промыть Колесная пара 1 2 0,025 1,75 4,14

Колесную пару очистить Колесная пара 1 2 0,171 11,95 28,33

Демонтаж бук-

сы со снятием внутренних Колесная пара 1 5 0,283 42,40 107,29

колец

Промывка буксы с роликовыми подшип- Колесная пара 1 4 0,068 10,80 23,19

никами

Монтаж буксы с роликовыми подшипниками Колесная пара 1 5 1,108 142.99 397,05

ИТОГО 560,00

Затраты энергетического характера

Наименование Единица Кол-во Стоимость Сумма.

измерения за единицу. руо.

руо.

Электричество, необходимое для проведения работ кВТ-ч 8.92 8,74 77,96

Вода для обмыва 1,16 13,36 15,50

В о до отведение м~ 1,16 18,36 21,30

ИТОГО 114.76

ИТОГО себестоимость 20674,76

Экономия производственных затрат от планируемого снижения внеплановых отцепочных ремонтов в расчете на сто вагонов составляет 764759,38 рублей.

В результате внедрения НТР экономия производственных затрат на используемые материалы рассчитывается в зависимости от объема и структуры потребности в отдельных материальных ресурсах и уровня цен на них, руб.:

См = М -Цг, (5.5)

где М— экономия 1-ого материала в результате внедрения научно-технической работы;

Ц - цена 1-ого материала, руб.

Экономия производственных затрат на приобретение 4 бочек Буксола составляет 108000 рублей (стоимость 27000 рублей за бочку объемом 185 кг). Экономия затрат на приобретение 36 канистр препарата модификатора эМПи - 1 объемом 2,5 кг при стоимости 1100 рублей составляет 39600 рублей.

Стоимостная оценка изменений натуральных показателей за счет использования результатов научно-технической работы определяется на основе единых и укрупненных норм затрат на величину изменения соответствующего показателя эксплуатационной работы.

Важный показатель - чистый дисконтированный доход- накопленный дисконтированный эффект за расчетный период, приведенный к начальному шагу по ставке дисконта. Ожидаемое значение ЧДД является наиболее важным показателем эффективности и рассчитывается по формуле, руб.:

где Р - ожидаемый приток денежных средств - стоимостная оценка результатов после внедрения научно-технической работы, руб.;

З - ожидаемый отток денежных средств - текущие и единовременные затраты, связанные с внедрением научно-технической работы, руб.;

а = —1—- - коэффициент приведения;

(1 + Е )

Е - ставка дисконтирования (рекомендуется Е=0,12);

1 - номер шага расчета.

Для устранения различия в ценности денег выполняется дисконтирование, начинается с года, следующего за следующим годом расчетного периода. Для периода, предшествующего базовому году, затраты индексируются коэффициентом (1 + Е).

Приток денежных средств осуществляется за счет экономии производственных издержек на оплату труда, экономии производственных затрат при сни-

жении количества внеплановых отцепочных ремонтов, экономии производственных затрат на приобретение материалов. Отток денежных средств будет заключаться в стоимости приобретения модернизированного подшипникового узла. Чистый дисконтированный доход составит: первый год - 41387092 рубля; второй год - 36952761 рубль; третий год - 32993536,59 рублей; четвертый год - 29458514,82 рублей; пятый год - 26302245,37 рублей.

При оценке результатов научно-технической работы, характеризующейся стабильностью технико-экономических показателей, ожидаемый годовой экономический эффект может быть определен по формуле, руб.:

где Рг - ожидаемый годовой приток денежных средств, руб.; Зтг - ожидаемые годовые текущие затраты, руб.; Нр - налог на прибыль;

Е - ставка дисконтирования (рекомендуется Е=0,12); К - ожидаемые инвестиционные затраты на создание, производство и внедрение научно-технической работы за расчетный период Т, руб.

Налог на прибыль (при реализации продукции, когда стоимостная оценка связана с экономией затрат) рассчитывается по формуле, руб.:

где р - ставка налога на прибыль принимаемая 24%;

Зт(1), Зц?) - текущие меняющиеся затраты соответственно для условий

до внедрения научно-технической работы и после ее внедрения, руб.

Экономический эффект от использования модернизированного подшипникового узла в расчете на сто вагонов составит 598180 рублей.

5.2 Вывод

Внедрение модернизированной конструкции подшипникового узла со сдвоенным подшипником, позволяя увеличить жизненный цикл как при текущих нагрузках, так и при действии перспективных, обеспечивает, при необходимых для модернизации ста вагонов затратах в размере 8269904 рубля, экономический эффект составляет 598180 рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований получены новые научно обоснованные технические решения и разработки, направленные на повышение ресурса роликового подшипника.

Их применение позволит обеспечить безопасность движения грузовых поездов, а так же улучшить эксплуатационные показатели грузовых вагонов при планируемом увеличении нагрузок на ось колесной пары и скоростей движения.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1) Установлено влияние конструктивных параметров и эксплуатационных характеристик на ресурс подшипникового узла.

Планируемое увеличение нагрузок на ось колесной пары приводит к увеличению величины изгиба на 21% и угла поворота сечения оси на 22%, что ведет к увеличению угла перекоса колец подшипников, тем самым, увеличивая краевые давления. При увеличении изгиба оси колесной пары происходит перераспределение радиальной нагрузки между рядами подшипников, увеличивая нагрузку на задний подшипник. Задний подшипник перегружен в сравнении с передним более чем в 9 раз. Увеличение нагрузки на 16% ведет к возрастанию контактных напряжений на 8,7%, а, следовательно, к уменьшению долговечности подшипникового узла по критерию усталостного выкрашивания дорожек качения. Увеличение изгиба оси ведет к возникновению внецентренного действия как радиальных, так и осевых нагрузок. Такой характер действия нагрузки увеличивает действующий момент трения в подшипниковом узле. Осевая нагрузка воспринимается торцами роликов, а увеличение осевой нагрузки ведет к увеличению задиров типа «елочка» на торцах роликов. При увеличении нагрузки на ось на 21% происходит уменьшение ресурса подшипников на 52%.

2) Уточнена методика определения эквивалентной нагрузки роликового подшипника с короткими цилиндрическими роликами.

Уточненная методика определения эквивалентной нагрузки учитывает влияние действия ударных осевых нагрузок, действующих в эксплуатации. Расчетное значение ресурса подшипникового узла с использованием эквива-

лентной нагрузки, определенной по уточненной методике соответствует экспериментальным данным.

3) Разработаны конструктивные решения подшипникового узла для повышения ресурса.

Разработана конструкция подшипникового узла в габаритах эксплуатируемого с увеличенным посадочным диаметром. Для уменьшения изгиба оси, шейка колесной пары выполнена ступенчатой: передний ряд выполнен посадочным диаметром 145 мм, задний рад - 150 мм. Количество тел качения в каждом из рядов увеличено до 22 в сравнении с типовой конструкцией, что позволяет разгрузить центральный ролик. Уменьшенный диаметр тел качения до 25 мм позволяет снизить момент трения. Ряды шариков, диаметром 19,05 мм, установленные между торцами роликов и буртами колец, а так же между рядами роликов позволяют исключить из схемы передачи осевых сил торцы роликов.

4) Проведена теоретическая и экспериментальная оценка конструктивных решений, направленных на повышение ресурса подшипникового узла. Разработанная конструкция подшипникового узла позволяет уменьшить изгиб оси колесной пары на 23%, уменьшить поворот сечения оси на 17% и как следствие - уменьшить перекос внутреннего кольца подшипника. Задний подшипник в предложенной конструкции остается перегруженным, но нагрузка, приходящаяся на задний подшипник, превышает нагрузку, действующую на передний не более чем на 23%. За счет увеличения эффективной длины линии контакта роликов с дорожками качения снижается концентрация контактных напряжений. Для переднего подшипника величина контактных напряжений снижается на 4%, для заднего подшипника снижение составляет 18%. Из схемы передачи осевой нагрузки исключаются торцы роликов, предотвращая образование дефектов типа «елочка». За счет увеличения количества тел качения в подшипнике, нагрузка на центральный ролик переднего подшипника снижается на 25%, на задний подшипник нагрузка снижается на 45%. Не смотря на увеличение количества контактов в подшипниковом узле, наблюдается снижение суммарного момента трения на 34%, а так же рабочей температуры. Ресурс разработанной конструкции узла превышает на 43% ресурс типовой конструкции.

Проведенные экспериментальные стендовые испытания разработанной конструкции и компьютерное моделирование подтверждают результаты тео-

ретической оценки работоспособности подшипникового узла в условиях повышенной нагрузки на ось колесной пары и скоростей движения. Адекватность полученных моделей проверена с помощью критерия Фишера. В результате статистической обработки экспериментальных данных получены адекватные модели, анализ которых подтверждает увеличение работоспособности буксового узла грузового вагона.

5) Предложена математическая модель для определения ресурса модернизированного подшипникового узла.

Ввиду изменения конструкции подшипникового узла разработана математическая модель определения ресурса подшипникового узла, учитывающая конструктивные и эксплуатационные особенности. Предложенная модель учитывает действие осевых нагрузок, изгиб оси колесной пары, возникающий момент трения. Методика позволяет оценить ресурс узла и спрогнозировать сроки постановки вагона в текущий отцепочный ремонт, сокращая затраты, связанные с внеплановым ремонтом. В сравнении с ресурсом типовой конструкции подшипникового узла, определенным по методике, основанной на значительных допущениях, у модернизированной конструкции ресурс при скорости движения 40 км/ч больше на 13%, при скорости движения 80 км/ч - меньше на 37%. В то же время, при сравнении ресурса подшипникового узла, определенного по уточненной методике, у модернизированной конструкции ресурс при скорости 40 км/ч больше на 79%, при скорости движения 80 км/ч - больше на 69%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 24955-81. Подшипники качения. Термины и определения : гос. стандарт Союза ССР : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Гос. комитета СССР по стандартам от 28 сент. 1981 г. № 4402 : введ. впервые : дата введ. 1982-01-01 / подгот. Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совмине СССР. - М. : Издательство стандартов, 1988. - 23 с.

2. ГОСТ 18855-2013. Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс : межгосударственный стандарт : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Федер. агентства по техн. регулированию и метрологии от 08 нояб. 2013 г. № 1382-ст : введ. взамен ГОСТ 18855-97 : дата введ. 2015-07-01 / резраб. ООО «ИЦ ЕПК». - М. : Стандартинформ, 2014. - 20с.

3. Hertz, H. Ueber die Berührung fester elastischer Körper / H. Hertz // Journal für die reine und angewandte Mathematik. - 1882. № 92. - P. 156-171.

4. Stribeck, R. Die wesentlichen Eigenschaften der Gleit- und Rollenlager / R. Stribeck // Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure. - 1902. № 46 (36, 38). -P. 1341-1348, 1432-1438.

5. Allan, R. R. Roller Bearings / R. R. Allan. - London. : Sir Isaac Pitman & Sons Ltd., 1945. - 401 p.

6. Бейзельман, Р. Д. Подшипники качения : справочник / Р. Д. Бейзельман, Б. В. Цыпкин, Л. Я. Перель. - М. : Машиностроение, 1975. - 572 с.

7. Влияние скорости вращения и перепада температуры колец роликоподшипников в газотурбинном двигателе на за зазор в подшипнике и его расчетную долговечность / О. М. Беломытцев // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации - 2018 : материалы Х1ХВсерос. науч.-техн. конф. (г. Пермь, 15 - 17 нояб. 2018г.) / М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. - Пермь : Изд-во ПНИПУ, 2018. - С. 374377.

8. Подшипниковые узлы современных машин и приборов : Энциклоп. справ. / В. Б. Носов, И. М. Карпухин, Н. Н. Федотов [и др.] ; под общ. ред. В. Б. Носова ; АО «Московский подшипник». - М. : Машиностроение, 1997. - 640 с.

9. Подшипники качения : Справочник-каталог / Р. В. Коросташевский, В. Н. Нарышкин, В. Ф. Старостин [и др.] ; под ред. В. Н. Нарышкина и Р. В. Коро-сташевского. - М. : Машиностроение, 1984. - 280 с.

10. Ковалев, М. П. Расчет высокоточных шарикоподшипников / М. П. Ковалев, М. З. Народецкий. - М. : Машиностроение, 1975. - 280с.

11. ГОСТ 26290-90.Подшипники радиальные и упорные двойные роликовые комбинированные : гос. стандарт Союза ССР : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Гос. комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 29 мая 1990 г. № 1329 : введ. взамен ГОСТ 2629084 : дата введ. 1991-07-01 / разраб. В. Н. Нарышкин, Б. А. Яхин, В. А. Лапен-ко [и др.]. - М. : Издательство стандартов, 1990. - 19 с.

12. Попов, А. А. Расчет вагонов на прочность / А. А. Попов. - М. : Трансжелдориздат, 1960. - 360 с.

13. Пинегин С. В. Опоры качения в машинах / С. В. Пинегин. - М. : Академия наук СССР, 1961. - 150 с.

14. Расчет и выбор подшипников качения : справочник / Н. А. Спицын, Б. А. Яхин, В. Н. Перегудов, И. М. Забулонов. - М. : Машиностроение, 1974. - 56 с.

15. Спришевский, И. А. Подшипники качения / И. А. Спришевский. - М. : Машиностроение, 1968. - 616 с.

16. Черменский, О. Н. Подшипники качения. Справочник-каталог / О. Н. Черменский, Н. Н. Федотов. - М. : Машиностроение - 1, 2003. - 576 с. - ISBN 5-94275-040-8.

17. Перель, Л. Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор / Л. Я. Перель, А. А. Филатов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1992. - 606 с.

18. Harris Т. А. Rolling bearing analysis / T.A.Harris, M.N.Kotzalas. - Pennsylvania : CRC Press, 2007. - 723 p

19. Черневский, Л. В. О подшипниках / Л. В. Черневский, Н. В. Михайлова. - М. : Знание, 1978. - 64 с.

20. Абашкин, В. В. Изыскание надежной конструкции сепараторов цилиндрических роликовых подшипников / В. В. Абашкин, В. Ф. Девятков, А. В. Лосев, И. В. Павлов // Вопросы перевода подвижного состава на роликовые подшипники : Труды ВНИИЖТ, вып. 221. - М.: Трансжелдориздат, 1961. - С. 85-99.

21. Абашкин, В. В. Опыт эксплуатации вагонов с буксовым узлом на роликовых подшипниках / В. В.Абашкин, В. Ф. Девятков, А. А. Амелина, В. Н. Цюренко, В. Г. Чурсин, А. Л. Ямпольский // Работа вагонных букс с роликовыми подшипниками при высокоскоростном движении : Труды ВНИИЖТ, вып. 405. - М.: Транспорт, 1970. - С. 4-9.

22. Волков, Н. Н. Подшипники качения колесных пар вагонов и локомотивов / Н. Н. Волков, Н. В. Родзевич. - М.: Машиностроение, 1972. - 168 с.

23. Цюренко, В. Н. Полиамидный сепаратор для буксовых узлов вагона / В. Н. Цюренко, И. П. Жданов, С. Г. Иванов // Железнодорожный транспорт. -1995. - № 3. - С. 34-37.

24. Лозинский, С. Н. Система комплексного контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда ДИСК-БКВ-Ц / С. Н. Лозинский, Е. Е. Трестман, В. Л. Образцов, А. Г Алексеев [и др.] // Автоматика, телемеханика и связь. - 1986. - № 1. - С. 6-8.

25. Лозинский, С. Н. Аппаратура автоматического обнаружения перегретых букс в поездах / С. Н. Лозинский, А. Г. Алексеев, П. Н. Карпенко. - М. : Транспорт, 1978. - 160 с.

26. Пини, В. Е. Контактные напряжения и моменты трения роликовых подшипников / В. Е. Пини // Исследование работы подшипников качения в узлах локомотивов : Труды ВНИИЖТ, вып. 295. - М.: Транспорт, 1965. - С. 92-103.

27. Поляков, А. И. Результаты испытаний подшипников повышенной прочности и долговечности из стали ШХ4 / А. И. Поляков, В. Ф. Девятков //

Пути совершенствования конструкций буксовых узлов вагонов с подшипниками качения : Труды ВНИИЖТ, вып. 654. - М.: Транспорт, 1982. - С. 31-37.

28. Поляков, А. И. Определение оптимальных значений радиальных зазоров роликовых подшипников / А. И. Поляков // Вестник ВНИИЖТ. - 1966. -№ 6.

29. Миронов, А. А. Моделирование температурных полей буксового узла с цилиндрическими и коническими роликовыми подшипниками / А. А. Миронов, В. Л. Образцов, А. В. Занкович // Вестник ВНИИЖТ. - 2007. - № 2. -С. 37-42.

30. Гулюткин, А. И. Использование электронных цифровых вычислительных машин для исследования движения деталей вагонных роликовых подшипников / А. И. Гулюткин, М. М. Курганов, В. А. Петров // К вопросу применения ЭЦВМ для прочностных и тормозных расчетов в. вагонном хозяйстве : Труды ВЗИИТ, вып. 26. - М.: ВЗИИТ, 1967. - С. 15-50.

31. Шаронин, В. С. Буксовый узел с подшипниками качения для пассажирских вагонов высокоскоростных поездов / В. С. Шаронин // Работа вагонных букс с роликовыми подшипниками при высокоскоростном движении : Труды ЦНИИ, вып. 405. - М. : Транспорт, 1970. - С. 10-45.

32. ГОСТ 19534-74. Балансировка вращающихся тел. Термины : гос. стандарт Союза ССР : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Гос. комитета стандартов Совета Министров СССР от 25фев. 1974 г. № 484 : введ. впервые : дата введ. 1975-01-01 / разраб. Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении [и др.]. -М. : Издательство стандартов, 1977. - 49 с.

33. ГОСТ 20918-75. Подшипники качения. Метод расчета предельной частоты вращения : гос. стандарт Союза ССР : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Гос. комитета стандартов Совета Министров СССР от 20июн. 1975 г. № 1597 : введ. впервые : дата введ. 1976-07-01 / разраб. Всесоюзным научно-исследовательским конструкторско-технологическим ин-

ститутом подшипниковой промышленности. - М. : Издательство стандартов, 1989. - 7 с.

34. Романков, П. Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) : учебное пособие для вузов / П. Г. Романков, В. Ф. Фролов, О. М. Флисюк. - Санкт-Петербург : ХИМИЗДАТ, 2020. - 544 с. - ^N078-5-93808-349-4.

35. Бородин, А. В. Устройства букс железнодорожного подвижного состава для восприятия рамной силы / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова, М. И. Ковалев // Известия Транссиба. - 2011. - № 1. - С. 2-6.

36. Юров, В. Г. Подшипниковый узел как составляющая часть подвижного состава, обеспечивающая безопасность движения и увеличение его нормативного срока службы / В. Г. Юров // Вагонный парк. - 2010. - № 9. - С. 36 -38

37. ТУ ВНИПП. 048-1-00. Подшипники качения для железнодорожного подвижного состава. Подшипники шариковые, роликовые цилиндрические и сферические : Технические условия : введ. взамен ТУ 37,066,048-73 : дата введ. 2000-10-01.

38. Спицын, Н. А. Опоры осей и валов машин и приборов / Н. А. Спицын. - М.: Машиностроение, 1970. - 520 с.

39. Капица П. Л. Гидродинамическая теория смазки при качении / П. Л. Капица // Журнал технической физики. - 1955. - Т. 25, № 4. - С. 747-762.

40. Коднир, Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин: учебное пособие /Д.С. Коднир. - М.: Машиностроение, 1976. - 304 с.

41. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 2. 9-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И. Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2006. - 960 с.

42. Петров, В. А. Натяги и зазоры в роликовых подшипниках букс вагонов. 2-е изд., перераб. и доп. / В. А. Петров, В. Н. Цюренко. - М.: Транспорт, 1976. - 45 с.

43. Цюренко, В. Н. К определению минимального осевого зазора подшипника / В. Н. Цюренко // Повышение надежности и долговечности роликовых подшипников в буксах вагонов : Труды ВНИИЖТ, вып. 583. - М.: Транспорт, 1978. - С. 97 102.

44. Цюренко, В. Н. Методики экспериментальных исследований кинематики и температурного режима работы подшипников качения в буксах вагонов / В. Н. Цюренко, П. С. Юраков // Повышение надежности и долговечности роликовых подшипников в буксах вагонов : Труды ВНИИЖТ, вып. 583. - М.: Транспорт, 1978,- С. 90-97.

45. Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» офиц. сайт. - URL: https: //htpp: //www. rzd. гц//(дата обращения 09.06.2021).

46. Стратегия научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга) : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 17.04.2018 г. № 769/р.

47. Конструкция и расчет вагонов : конспект лекций в 4 ч. / ОмИИТ ; сост.: В. В. Лукин. - Омск : Изд-во ОмИИТ, 1991. - 89 с.

48. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) : Нормы МПС России : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Министерства путей сообщения РФ от 22янв. 1996 г : введ. впервые : дата введ. 1996-07-01 / разраб. ГосНИИВ -ВНИИЖТ. - М. : ВНИИЖТ, 1996. - 212 с.

49. РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017. Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм : руководящий документ : изд. офиц. : утв. и введен в действие Советом по железнодорожному транспорту государств - участников Содружества от 19-20 окт. 2017 г. : введ. взамен Руководящего документа по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм утв. Советом по железнодорожному транс-

порту государств - участников Содружества от 16-17 окт. 2012 г. : дата введ. 2018-01-01 / разраб. АО «ВНИИЖТ». - М. : , 2017. - 244 с.

50. Слушкин, И. В. Разработка рациональных конструкций корпусов букс подвижного состава на роликовых подшипниках / И. В. Слушкин // Вопросы перевода подвижного состава на роликовые подшипники : Труды ВНИИЖТ, вып. 221. - М.: Трансжелдориздат, 1961. - С. 110-136.

51. Абашкин, В. В. Результаты контрольных испытаний роликовых подшипников в буксах с упругими элементами / В. В. Абашкин // Повышение надежности и долговечности роликовых подшипников в буксах вагонов : Труды ВНИИЖТ, вып. 583. - М.: Трансжелдориздат, 1978. - С. 102-112.

52. Бородин, А.В. Буксовый узел грузового вагона с повышенной жесткостью шейки оси/ А.В. Бородин, Ю.А. Иванова, Д.Б. Гриц // Омский научный вестник. - 2016. - №4 (148). - С. 5-8.

53. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 496 с.

54. Бородин, А.В. Пути повышения работоспособности букс грузовых вагонов / А.В. Бородин, Ю.А. Иванова, Д.Б. Гриц // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: Материалы науч.-практ. конф. (Омск, 7 фев. 2014 г.) / ОмГУПС. - Омск : Изд-во ОмГУПС, 2014. - С. 170-175.

55. Беляев, Н. М. Сопротивление материалов / Н. М. Беляев. М. : Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1976. - 608 с.

56. Бородин, А.В. Эксплуатационные особенности букс грузовых вагонов / А.В. Бородин, Ю.А. Иванова, Д.Б. Гриц // Транспорт Урала. - 2014. - №2 (41). - С. 44-46.

57. Томашевский, С. Б. Колесная пара - буксовый узел: модели напряжений / С. Б. Томашевский // Мир транспорта. - 2011. - № 1. - С. 38-44.

58. Биргер, И. Б. Расчёт на прочность деталей машин: Справочник / И. Б. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1979.- 702 с.

59. Власенко, Ю. Е. Контактная задача для упругопластического многослойного пакета с учетом отставания слоев / Ю. Е. Власенко, В. И. Кузьмен-ко, Г. А. Фень // Механика твердого тела. - 1978. - № 5. - С. 68-73.

60. Галин, Л. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости / Л. А. Галин. - М.: Наука, 1980. - 304 с.

61. Горячева, И. Г. Механика контактного взаимодействия / И. Г. Горячева. - М.: Наука, 2001. - 478 с.

62. Тимошенко, С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Д. Гудьер. -М.: Наука, 1975. - 575 с.

63. Демкин, Н. Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н. Б. Демкин. - М.: Машиностроение, 1970. - 227 с.