Снижение динамических нагрузок в тяговых приводах электровозов с рамным подвешиванием тяговых двигателей и карданными муфтами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Вахромеева, Татьяна Олеговна

• Вахромеева, Татьяна Олеговна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Вахромеева, Татьяна Олеговна

Содержание

Стр.

Введение

1 Анализ работ по тяговым приводам подвижного состава и возникающим в них нагрузкам

1.1 Научные работы по исследованию динамических свойств тяговых приводов экипажей

1.2 Неисправности, возникающие при эксплуатации тягового подвижного состава с рамным подвешиванием тяговых двигателей

1.3 Научно-практические работы по исследованию вибраций асинхронных электрических двигателей

1.4 Постановка цели и задач исследования

2 Исследование схем подвешивания двигателей и моторно-редукторных блоков (МРБ) к раме тележки

2.1 Анализ схем конструкций крепления тяговых двигателей и

МРБ к раме тележки

2.2 Анализ распределения статических нагрузок на опорные

точки МРБ тяговых приводов

2.3 Рациональные схемы подвешивания МРБ к раме тележки

3 Методика исследования колебаний тяговых приводов и их динамических свойств с учетом упругих деформаций рамы тележки

3.1 Основные положения методики решения динамических задач сложных механических систем с распределенными параметрами

3.2 Разработка математической модели динамической системы «тяговые двигатели - рама тележки»

3.3 Разработка математической модели тяговой муфты для исследования крутильных колебаний

4 Исследование динамических свойств системы «тяговые двигатели -

рама тележки»

4.1 Возмущающие факторы, действующие на динамическую

систему «тяговые двигатели - рама тележки»

4.2 Динамические свойства тяговых муфт электровозов ЭП1 и

ЭП1

4.3 Улучшение динамических свойств мембранных муфт

4.4 Влияние гибкости конструкции рамы тележки на деформации опорных узлов рамных тяговых двигателей

4.5 Сравнение амплитудно-частотных характеристик различных

схем подвешивания рамных тяговых двигателей

5 Экспериментальная проверка некоторых технических решений

5.1 Подвешивание МРБ к раме тележки с помощью резинометаллических блоков

5.2 Обоснование возможности использования результатов испытаний моторной тележки электропоезда ЭД6 для подтверждения разработанных^гехнических решений

5.3 Методика испытаний вагона электропоезда ЭД6-00104 на экспериментальном кольце ВНИИЖТ

5.4 Оценка виброзащитного эффекта от применения резинометаллических шарниров в опорах моторно-редукторных блоков (МРБ)

5.5 Результаты обработки экспериментальных записей ускорений вибраций рамы тележки, кузова и моторно-редукторного блока при

испытаниях на кольце ВНИИЖТа

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Снижение динамических нагрузок в тяговых приводах электровозов с рамным подвешиванием тяговых двигателей и карданными муфтами»

Введение

В последние годы вследствие интеграции России в международное экономическое пространство наблюдается увеличение потребности в осуществлении перевозок, в том числе и по железным дорогам. Чтобы удовлетворить возрастающий спрос, а также поднять привлекательность создаваемых транспортных коридоров, включая транзитные, проходящие по территории страны, необходимо повышать производительность перевозочного процесса, осуществляемого по железнодорожной сети, учитывая при этом необходимый уровень экономической эффективности отрасли в целом.

В связи с распоряжением правительства РФ № 877-3 от 17 июня 2008 г. была утверждена «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 г.». В соответствии с программой «Стратегические направления научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г.» для достижения поставленной цели руководством компании были сформулированы основные задачи, среди которых можно выделить следующие: повышение скоростей движения грузовых и пассажирских поездов, увеличение нагрузки на ось, формирование тяжеловесных поездов массой более 9000 т, улучшение тяговых свойств локомотивов и снижение удельного расхода энергии на тягу поездов, повышение уровня безопасности движения поездов.

Условия жесткой конкуренции с другими видами транспорта при доставке пассажиров и грузов заставляют железнодорожный транспорт увеличивать скорости и интенсивность движения поездов на участках обращения, повышать нагрузку на ось и скорость движения для грузовых поездов.

Все эти мероприятия увеличивают динамическое воздействие на железнодорожный путь, что ведет к его постепенному старению и разрушению (деградации). Потребуется разработка и создание скоростных

локомотивов большой мощности и малым воздействием на железнодорожный путь.

Динамическое воздействие на путь зависит от величины массы неподрессоренных частей локомотива, и уменьшение неподрессоренной массы ходовых частей локомотивов было и остается основным направлением совершенствования ходовых частей.

Увеличение неподрессоренной массы ходовых частей локомотивов происходит за счет применения элементов тягового привода, непосредственно опирающихся на ось колесной пары.

При сравнительно малых скоростях движения локомотивов широкое распространение получил тяговый привод с полуподрессоренным тяговым двигателем в силу простоты конструктивной схемы.

Применение асинхронного электропривода для скоростных локомотивов несколько обнадежила конструкторов, стремящихся сохранить схему тягового привода с осевым двигателем и снизить массу двигателя по сравнению с двигателями постоянного тока той же мощности.

Используя особенность тяговых приводов с асинхронным двигателем — относительно малый вес тягового двигателя по сравнению с двигателями пульсирующего и постоянного тока - можно уменьшить неподрессоренную массу за счет меньшей массы двигателя, но только на 20%. Но другая особенность асинхронного тягового двигателя - повышенная частота вращения ротора - потребовала увеличения передаточного числа редуктора, что привело к его усложнению.

В ряде стран для сохранения инфраструктуры железных дорог, в частности, снижения затрат на поддержание технического состояния рельсового пути, стимулирования производства и эксплуатации локомотивов с малым воздействием на путь применяют, так называемую, тарификацию допуска подвижного состава на путь. Суть тарификации проста — перевозчики, использующие локомотивы с повышенным воздействием на путь, оплачивают использование рельсового пути по повышенным тарифам.

В настоящее время развиваются скоростные контейнерные и контрейлерные перевозки на большие расстояния до Ютыс. км со скоростями близкими к скоростям пассажирских поездов. Для этого требуются мощные скоростные локомотивы с конструкционной скоростью не менее 140-160 км/ч способные эксплуатироваться с разными родами тока и напряжения.

Железнодорожная промышленность уже создала ряд локомотивов, ЭП10, ЭП20, ЭП2К, ТЭП70, отвечающих этим требованиям. Однако длительная эксплуатация локомотива ЭП10 с большими скоростями на длинных плечах выявила ряд недостатков в механической части тягового привода, угрожающих безопасности движения.

Таким образом, в связи с широким применением тяговых приводов с рамным подвешиванием тяговых двигателей повышение надежности тяговых приводов в настоящее время остается актуальной задачей.

1 Анализ работ по тяговым приводам подвижного состава и возникающим в них нагрузкам

1.1 Научные работы по исследованию динамических свойств тяговых приводов экипажей

Тяговый привод и тяговые передачи, как системы, определяющие тяговые свойства локомотивов, всегда были объектом многочисленных исследований, направленных на улучшение их тяговых свойств, характеристик их взаимодействия с рельсовым путем, внутренних свойств, как сложной динамической системы. Необходимость в таких работах поддерживалась ростом скоростей движения на железных дорогах, прогрессивными разработками в конструкциях тяговых двигателей и тяговых передач.

На первых локомотивах__с электрическим тяговым приводом

использовался тяговый двигатель постоянного тока с опорами на ось колесной пары и раму тележки. Такая схема привода применялась на трамвайных вагонах и удовлетворяла требованиям надежности и конструктивной простоты. По конструкторской традиции с преемственностью конструкции эта схема была перенесена на локомотивы, у которых скорости в эксплуатации превышали в 2-3 раза трамвайные. Появление ряда неисправностей тяговых двигателей и передач привело к необходимости исследования динамических свойств тяговых приводов с целью повышения их надежности и снижения воздействия на путь. Практически все рассмотренные ниже работы, начиная с первых работ по динамике тягового привода профессора В.Б. Меделя, были направлены на сохранение простой схемы тягового привода с опорой на ось колесной пары путем конструктивного влияния на параметры элементов тягового привода и, таким образом, снижения больших динамических нагрузок и воздействия на путь, главным образом, за счет совершенствования динамической связи тягового двигателя с рамой тележки.

В работе профессора В.Б. Меделя [30] исследования динамики тягового привода проводились с учетом колебания корпуса тягового двигателя и якоря с упругим венцом большого зубчатого колеса при движении по синусоидальной неровности, проведено исследования влияния нелинейных характеристик упругих связей в приводе.

В работах, выполненных под руководством проф. В.Н. Иванова [17, 19] рассмотрены различные аспекты динамики тяговой передачи привода с опорно-осевым двигателем. В частности, рассмотрено влияние удара в зубчатом зацеплении на динамические усилия в передаче [16], влияние зазора и нелинейной характеристики связи якоря и венца большого зубчатого колеса [20] на процессы в системе «якорь - упругий венец». Аналитический метод исследования, принятый в этих работах, основан на решении двух дифференциальных уравнений второго порядка. В работе [18] изложен вероятностный метод расчета параметров тяговой передачи при условии отсутствия удара в зубчатом зацеплении. В данной работе впервые, правда, в упрощенной постановке, применен вероятностный метод анализа динамики тягового привода.

Не останавливаясь подробно на анализе конкретных работ, отметим, что проф. В.Б. Мед ел ем [29] исследована динамика опорно-осевого тягового привода электровозов с двусторонней передачей при движении экипажа по изолированным и непрерывным неровностям пути. Автор пришел к выводу, что действие геометрических неровностей носит импульсный характер.

Проф. В.Н. Иванов исследовал динамику опорно-осевого тягового привода тепловозов с жесткой и упругой тяговыми передачами (классов I и II), рассмотрел виброударные режимы работы зубчатой передачи, выявил особенности динамики изношенной передачи. Его работы являются методической основой исследования внутренней динамики тяговых передач локомотивов.

Проф. С.М. Куценко [27] вместе со своими учениками внес серьезный вклад в исследование динамики опорно-центрового тягового привода. Под

его руководством изготовлены и испытаны на стенде первые опытные образцы этих приводов, совместно с ВТЗ была подготовлена к выпуску секция тепловоза 2ТЭ10Л для эксплуатационной проверки привода.

Проф. В.А. Щепетильниковым [58] разработана теория определения оптимального расположения точки подвеса электродвигателя к раме тележки. Им выполнены фундаментальные исследования по балансировке вращающихся деталей тяговых приводов, а также разработаны нормы допустимых дисбалансов.

Проф. М.Я. Суздальцевым [49] исследована динамика трансмиссий тяговых приводов. В частности, подробно выполнен анализ кинематики и динамики передаточного механизма системы «Жакмен», определены собственные частоты колебаний в многомассовой системе, на основе выполненных исследований сделаны конкретные предложения по рациональному выбору параметров шарнирно-рычажных механизмов.

Проф. М.П. Пахомов [38] исследовал динамику тяговых приводов электровозов в климатических условиях железных дорог Урала и Западной Сибири, подробно выполнил анализ воздействия необрессоренных масс привода на путь в зоне стыка, определил характер и величину неравномерного износа бандажей локомотивов, большое внимание уделено исследованию эксплуатационной надежности экипажных частей локомотивов и др.

Проф. A.A. Камаевым [22] сделан крупный вклад в науку в области физического моделирования механических систем подвижного состава. Им разработана методика идентификации объектов и подбора оптимальных параметров по результатам динамических испытаний их моделей.

Проф. Д.Э. Карминский и проф. Т.А. Тибилов [52] исследовали автоколебательные режимы работы тяговых приводов, ими на основе теории устойчивости разработана методика рационального подбора их параметров.

Доктор техн. наук А.И. Беляев [4] при исследовании динамики тяговых приводов локомотивов разработал методику, одновременно и совместно

использующую результаты натурных испытаний и аналитические методы, назвав ее комбинированной. Главное преимущество данной методики заключается в использовании, по возможности, всей информации о вероятностных характеристиках системы, полученных при различных видах исследований, более точной оценки этих характеристик при возможно меньшем числе экспериментов с тяговым приводом и его моделью. Полученные при этом результаты являются основой для оптимизации параметров привода-образца, а также для синтеза новых оптимальных систем тяговых приводов.

Проф. B.C. Коссов рассматривает в своей работе [24] пространственную динамику экипажа локомотива и взаимодействие элементов экипажной части и пути при движении локомотива в кривых. В работе учтены процессы, происходящие в месте контакта колеса с рельсом, и предложены способы эффективной борьбы с износом.

На зарубежных локомотивах с электрическим тяговым приводом с целью снижения воздействия на рельсовый путь уже в 1958 - 60 годы стало активно применяться рамное подвешивание тяговых двигателей и редукторов. Появилось множество конструктивных решений тяговых передач, и каждая вновь появляющаяся схема вносила какие-то новые улучшения в конструкции.

В работе [55] была принята попытка упорядочить появившиеся в то время схемы тяговых приводов по конструктивным признакам, предложив четыре основные группы рамных тяговых приводов. Автор уделил внимание описанию способов крепления тяговых двигателей на раме тележки при опорно-осевом и рамном подвешивании тяговых двигателей, но рекомендаций по предпочтительным креплениям двигателей не было дано. Работа была в основном посвящена расчету геометрии и прочности зубьев тяговых зубчатых передач и выбору параметров геометрии зацепления.

Проектирование и выпуск отечественными заводами железнодорожной промышленности моторвагонного подвижного состава и локомотивов с

конструкционной скоростью 130 и 140 км/ч способствовало ряду экспериментальных и теоретических исследований примененных приводов и передач.

В работе [13] приведены широкие экспериментальные исследования тягового привода электропоезда серии ЭР1 с рамным подвешиванием тягового двигателя и редуктора. В этой работе значительное место было уделено динамике и прочности тяговой передачи. В частности, определены нагрузки на элементы крепления к раме тележки тягового двигателя, предложена конструкция крепления тягового редуктора к раме тележки, которая до сих пор применяется на всех отечественных электропоездах.

В дальнейшем появились работы, связанные с исследованием различных аспектов этой схемы тягового привода.

В работах [42, 43] рассматривается взаимное влияние на динамику привода различных упруго-диссипативных характеристик и параметров масс элементов привода, производится оценка условий работы тягового привода с рамным тяговым двигателем и опорно-осевым редуктором, исследуются причины неудовлетворительной работы передачи и даются ряд рекомендаций по снижению динамических усилий и повышении надежности привода. В результате проведенных испытаний моторного вагона электропоезда ЭР2, оснащенного штатным приводом и измененными параметрами тяговой муфты, получены значения усилий и частот, достаточно хорошо совпадающие с расчетными величинами.

К.т.н. Ю.Н. Соколов [44] подробно исследовал характеристики эластичных муфт, используемых в силовых приводах локомотивов (как вспомогательных, так и передачи тягового момента). Весьма глубоко рассматриваются механические свойства муфт. На основе проведенных исследований было выявлено положительное влияние использования муфт с резинокордной оболочкой на динамические нагрузки в тяговом приводе моторных вагонов электропоездов типа ЭР2. Даются рекомендации к

применению данного типа муфт, а также муфт с резинотканевыми элементами в приводах вспомогательных агрегатов локомотивов.

На основании анализа многочисленных конструктивных решений тяговых приводов и ряда собственных теоретических и экспериментальных исследований профессор Бирюков И.В. в своей диссертации на соискание степени доктора технических наук [8] предложил научную классификацию тяговых приводов, в основе которой положено деление одного отличительного признака - динамических нагрузок узлов тягового привода. На основании этой классификации все конструктивное многообразие тяговых приводов разделяется на три группы - класса. Все тяговые приводы с опорно-осевым тяговым двигателем отнесены к классу I. Все тяговые приводы с рамными двигателями и в зависимости оттого, как расположен редуктор, отнесены к классу II (опорно-осевой редуктор) и к классу III (рамный редуктор).

Проф. И.В. Бирюков создал новую методику исследования динамики основных типов тяговых приводов электроподвижного состава, в которой расчетная модель представлена в виде плоской многовходной многомассовой системы локомотив-путь со случайными возмущающими функциями. Система дифференциальных уравнений, описывающая колебания расчетной модели, в зависимости от устройства тягового привода достигает 34-го порядка. Исследования проведены методом математического моделирования на аналоговом решающем комплексе как для детерминированных, так и для случайных возмущающих функций. Новая методика позволяет еще на стадии проектирования прогнозировать динамические нагрузки в тяговых приводах различных конструкций, а также наметить эффективные пути модернизации существующих тяговых приводов.

На основании конструкторского опыта к.т.н. Измеров О.В. выполнил обширный анализ конструкций практически всех эксплуатируемых тяговых приводов тягового подвижного состава со своими комментариями. Автор предложил классификацию тяговых приводов, положив в основу их степень

подрессоренности. Предложенная им классификация по мнению автора более удобна для конструкторов, разрабатывающих моторные тележки в комплексе с тяговым приводом.

Все рассмотренные работы в основе научного метода исследования было использовано описание математических моделей тяговых приводов системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Исследование сводилось к выбору оптимальных в определенном смысле упругодиссипативных параметров связей между твердыми телами, представляющими тяговый двигатель, колесные пары, раму тележки, элементы тяговой передачи. В качестве возмущающих функций в этих исследованиях использовались в основном возмущения от несовершенства рельсового пути, которые при существующих конструкционных скоростях до .160 км/ч имеют диапазон частот до 30 Гц, а в некоторых работах - до 50 Гц._

Кроме внешних возмущений от рельсового пути существуют внутренние возмущения, возникающие из-за технологических несовершенств различного оборудования. К ним относятся периодические возмущения от пересопряжения зубчатых передач [18, 26], дисбалансы вращающихся муфт, роторов электрических машин, неисправности подшипников качения.

Характерной особенностью этих возмущений является высокий диапазон частот (свыше 30 Гц) при малых амплитудах перемещений вращающихся частей оборудования. Резонансные колебания оборудования, возмущаемые этими воздействиями могут быть значительными, так как демпфирование возбуждаемых частей оборудования, как правило, незначительное.

Исследованию влияния высокочастотных возмущений на работу различного оборудования в последнее время стали уделять большое внимание, так как ряд неисправностей вызываются именно этими возмущениями. Выявляются эти неисправности, как правило, во время натурных испытаний объектов с помощью широкополосного спектрального

анализа вибраций [5, 36]. При этом оперируют такими понятиями, как формы колебаний, частотные характеристики и т.п.

Для теоретического исследования колебаний различных частей оборудования необходимо описывать колебательные системы дифференциальными уравнениями в частных производных.

Успехи в создании высокопроизводительных вычислительных систем и численных методов решения систем дифференциальных уравнений позволяют в настоящее время исследовать сложные колебательные системы с распределенными параметрами масс, жесткостей и диссипаций [23, 28, 54].

При теоретическом исследовании динамических систем с распределенными параметрами наибольшие трудности встречаются при идентификации источника возмущений и последующего задания параметров возмущений.

Источниками высокочастотных возмущений при определенных условиях могут выступать тяговые электрические двигатели. В настоящее время для тягового подвижного состава в качестве тяговых двигателей стали широко применять асинхронные электрические двигатели. Этому способствовал ряд положительных особенностей таких двигателей, как малый вес по сравнению с коллекторным двигателем такой же мощности, простота конструкции из-за чего практически отпадает необходимость в его обслуживании.

Кроме положительных свойств имеются специфические особенности, которые необходимо учитывать при конструировании и эксплуатации тягового подвижного состава. К ним нужно отнести повышенные по сравнению с коллекторными тяговыми двигателями частоты вращения ротора, вибрации и шум из-за питания тягового двигателя переменным несинусоидальным напряжением меняющейся частоты.

Повышенные частоты вращения ротора предъявляют соответствующие требования к роторным подшипникам, к точности их изготовления и величинам радиальных и осевых зазоров. Кроме этого необходимо защищать

подшипники от образования электрокоррозии, что является характерной неисправность подшипников асинхронных двигателей.

Необходимо отметить то, что имеется множество научных исследований по поиску необходимых диагностических признаков различных неисправностей, присущих именно асинхронным электрическим двигателям, давно и массово применяемым в промышленности.

Это позволяет заключить, что асинхронные электрические двигатели имеют присущие им свойства, которые отличают их от электрических двигателей постоянного тока [21].

На основании анализа литературных источников следует оценить эти свойства, которые могут проявляться и в тяговых асинхронных двигателях.

В асинхронных электрических двигателях из-за наличия в воздушном зазоре магнитной индукции и наличия по обе стороны зазора активного железа с обмотками возникают следующие силы, действующие на ротор и статор:

1. Силы Максвелла, которые действуют на поверхность металла;

2. Силы Био-Савара (Лоренца), косвенно действуют через проводники на металл;

3. Магнитострикционные силы в металле.

Указанные силы вызывают шум и вибрации корпусов электрических машин.

Наиболее существенные частоты сил, вызванные взаимодействие гармоник полей статора и ротора и обусловлены зубцовыми гармониками. Эти силы вызывают деформации статора и ротора. Так частота возмущения зубцовыми гармониками ротора равна:

/ = /о

Р

где 1о - частота сетевого напряжения в Гц, Ъг — число пазов ротора, р - число пар полюсов двигателя, б - скольжение,

к=±1, ±2, ±3...

Эта частота для тягового двигателя HTA 1200 при f0=50 Гц, р=3, к=±1, s=0,02 равна 1537 Гц и 1337 Гц. Частоты такой величины лежат в звуковом диапазоне и значительную вибрацию частей машины вызвать не могут.

Наиболее значительными могут быть силы магнитного тяжения с частотой / = 2 • /0 при смещении продольных осей относительно статора или из-за увеличенных радиальных зазоров в подшипниках.

Работ, связанных с исследованием возмущений различного характера, возникающих в тяговых асинхронных двигателях практически нет пока из-за малой распространенности этих двигателей на отечественном подвижном составе. Некоторые работы, выполненные на стадии проектирования электровоза ЭП10 с асинхронными тяговыми двигателями, касались частных вопросов прочности [3, 45] и исследования электромагнитных процессов в асинхронном приводе [32, 54].

В работе [3] на основании результатов математического моделирования исследована динамическая нагруженность тягового привода электровоза ЭП10. Основной задачей исследования был выбор коэффициента жесткости амортизаторов в подвеске редуктора к раме тележки. Рассматривалось стационарное движение экипажа по эквивалентной неровности, моделирующей неровности железнодорожного пути. Исследованы динамические нагрузки при режимах боксования при наезде на «масляное пятно» и «опрокидывании инвертора». Были оценены максимальные ускорения тягового двигателя при скорости движения 70-80 км/ч, равные 1416 м/с2, и расцентровка передаточного механизма при скорости 155 км/ч, равная 11 мм. Математическая модель моторной тележки электровоза представлялась системой обыкновенных дифференциальных уравнений, которые описывают колебания элементов экипажа, как твердых тел с сосредоточенной массой в их центре масс.

Результаты разработки комплексной математической модели электромеханической системы электровоза двойного питания с асинхронным

тяговым приводом приведены в работе [32]. В данной работе наибольшее внимание было уделено разработке электрической части асинхронного тягового привода, модель механической части электровоза была неподробно разработана, но в рамках модели с сосредоточенными параметрами кузова, тележек, привода и для исследования высокочастотных вибраций не пригодна. В работе имеется некоторая информация о пульсациях электромагнитного момента на валу ротора, которая при номинальном режиме равна порядка 390 Гц.

1.2 Неисправности, возникающие при эксплуатации тягового подвижного состава с рамным подвешиванием тяговых двигателей

1.2.1 Особенности конструкции элементов подвешивания тяговых двигателей электровоза ЭП10

Асинхронные тяговые двигатели электровоза крепятся к раме тележки в трех точках: две точки на центральной поперечной балке и одна - на концевой балке рамы тележки (рисунок 1.1). Опорными элементами на центральной поперечной балке являются цилиндрические валики (1) (рисунок 1.2, а), каждый из которых с помощью двух болтов (9, 10) крепится к кронштейнам, находящимся на поперечной балке тележки. Кронштейны тягового двигателя (2) накладываются на валики и крепятся к валикам с помощь двух болтов (4), которые проходят насквозь через кронштейны двигателя и валики. В отверстиях кронштейнов между стенкой отверстия и не резьбовой частью болтов имеются неконтролируемые зазоры порядка 1 -2 мм. Таким образом, создается жесткое в вертикальном направлении соединение кронштейнов двигателя и кронштейнов на поперечной балке рамы тележки.

На концевую балку рамы тележки двигатель опирается с помощью длинного кронштейна на опору (рисунок 1.2, б), которая через регулировочные подкладки с помощью двух болтов (11) крепится к кронштейну концевой балки. К опоре кронштейн двигателя крепится с

помощью болта (8), который защищен от монтажного изгиба с помощью сферической шайбы (12).

Рисунок 1.1 - Компоновка тягового привода электровозов ЭП10 и ЭП1

1 - опорный валик; 2 - кронштейн тягового двигателя; 3 - кронштейн рамы

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Вахромеева, Татьяна Олеговна, 2014 год

Список литературы

1. Авраменко, A.B. Исследование частот и форм собственных колебаний статора тягового электродвигателя методом спектрального анализа / A.B. Авраменко, В.А. Измеров, С.М. Королев // Труды ВНИТИ, вып.60. - Коломна, 1984-с. 115-122.

2. Анализ особенностей электромеханических процессов в тяговом приводе электровозов двойного питания по результатам их опытной эксплуатации и разработка рекомендаций по исключению ослабления креплений в тяговом приводе перспективных электровозов ЭП20: отчет о НИР / Бирюков И.В. - М.:МИИТ, 2008. -216с.

3. Антонов, А.Л. Динамические нагрузки в тяговом приводе электровоза ЭП10 / А.Л. Антонов, В.М. Остапенко // Электровозостроение: Сб. научн. тр. ОАО ВЭлНИИ, Т.39, 1998. - С. 81-94.

4. Беляев, А.И. Динамические свойства тяговых приводов тепловозов и возможности их улучшения: дис. д-ра тех.наук — М.: МИИТ, 1978. — 394 с.

5. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов / Дж. Бендат, А. Пирсол // Пер. с англ. - М.: Мир, 1974. - 448с.

6. Бидерман, В.Л. Прикладная теория механических колебаний / В.Л. Бидерман // Уч. пособие для втузов. — М.: «Высшая школа», 1972. — 416с. с ил.

7. Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, P.M. Шнейдерович. Под ред. Биргера И.А. // Справочное пособие. -М.: Машиностроение, 1966. - 616с,

8. Бирюков, И.В. Прогнозирование динамических свойств тяговых приводов электрического подвижного состава: дис. д-ра тех.наук — М.: МИИТ, 1974.-478 с.

9. Володин, C.B. Снижение виброактивности корпусов редукторов тяговых передач электропоездов: дис. канд. тех.наук. - М.: МИИТ, 1999. 189с.

10. Гарг, В.К. Динамика подвижного состава / В.К. Гарг, Р.В. Дуккипати. Под ред. H.A. Панькина // Пер. с англ. - М.: Транспорт, 1988. - 391с.

11. Данковцев, В.Т. Техническое обслуживание и ремонт локомотивов. -Учебник для вузов ж.-д. трансп. / В.Т. Данковцев, В.И. Киселев, В.А. Четвергов // М. : ГОУ "Учебно-метод. центр по образованию на ж.д.", 2007.558 с : ил.

12. Диментберг, Ф.М. Изгибные колебания вращающихся валов / Ф.М. Диментберг // М.: изд-во АН СССР, 1959.

13. Динамико-прочностные испытания электропоезда ЭР1. Труды МИИТ, вып. 121 / Под ред. д.т.н. проф. И.П. Исаева // Трансжелдориздат, 1960.

14. Динамический анализ. Базовый курс. Руководство пользователя. MSC/NASTRAN Версия 69. Перевод с англ. / Под ред. д.т.н. В.В. Макеева // Центр высоких технологий в машиностроении, 2007. - 313с.

15. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич // — М.: Мир, 1975.-480с.

16. Иванов, В.Н. Анализ работы осевого редуктора тягового электродвигателя с учетом зазоров между зубьями шестерен. Труды МИИТ / В.Н. Иванов, А.И. Беляев // вып. 184, 1964.

17. Иванов В.Н., Беляев А.И. Влияние динамики тягового привода локомотива на волнообразный износ рельсов. Труды МИИТ / В.Н. Иванов, А.И. Беляев // вып. 363, 1971.

18. Иванов, В.Н. Динамические нагрузки в тяговой передаче локомотива при отклонении профиля от эвольвенты / В.Н. Иванов, А.И. Беляев и др. // Вестник ВНИИЖТ, №3, 1976. С.6.

19. Иванов, В.Н. К некоторым вопросам динамики упругой тяговой передачи локомотива. Труды МИИТ / В.Н. Иванов, В.М. Горский // вып. 278, «Транспорт», 1968.

20. Иванов, В.Н. Нелинейные колебания зубчатого венца с упругими элементами тяговой передачи тепловоза. Труды МИИТ / В.Н. Иванов, В.М. Горский // вып. 243, «Транспорт», 1967.

21. Исаков, В.М. Виброзащита в электромашиностроении / В.М. Исаков, М.А. Федорович // Л.: Энергоатомиздат. Ленинг. отд., 1986. - 208с. ил.

22. Камаев, A.A. Динамика подвижного состава железных дорог / A.A. Камаев // - Тула: Тульский политех, ин-т, 1976. 150с.

23. Карюкин, A.B. Динамика подрессоренных тяговых приводов перспективных электропоездов: дисс. канд. техн. наук. - М.: МИИТ, 2005. 230с.

24. Коссов, B.C. Снижение нагруженности ходовых частей локомотивов и пути: дисс. доктора техн. наук: 05.22.07 / B.C. Коссов // ГУЛ ВНИКТИ МПС России. - Коломна, 2001 - 339 с.

25. Кочнева Л.Ф. Внутреннее трение в твердых телах при колебаниях / Л.Ф. Кочнева // М.: Наука, 1979. 96 с.

26. Крушев, С.Д. Исследование влияния погрешностей изготовления и износов зубчатых колес на динамические нагрузки тягового редуктора, дис. канд. техн. наук. - М.: МИИТ, 1975. - 225с.

27. Куценко, С.Н. Динамика тягового электродвигателя локомотива с упругой подвеской на ось и раму тележки / С.Н. Куценко и др. // Издание Харьковского университета, «Локомотивостроение», вып. 2, 1970.

28. Лащенников, Б.Я. Методы расчета на ЭВМ конструкций и сооружений/ Б.Я. Лащенников, Я.К. Дмитриев, М.Н. Смирнов - М.: Стройиздат, 1993. - 368с.: ил.

29. Медель, В.Б. Взаимодействие электровоза и пути / В.Б. Медель - М.: Трансжелдориздат, 1956.-336с.

30. Медель, В.Б. Выбор оптимальных параметров рессорного подвешивания вагонов пригородных поездов. Труды МИИТ / В.Б. Медель // вып. 135, М., 1961.

31. Механическая часть тягового подвижного состава: учебник для вузов ж.-д. трансп. / И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак и др. Под ред. И.В, Бирюкова - М.: Транспорт, 1992. - 440с.

32.Моделирование электромеханической системы электровоза с асинхронным тяговым приводом. / Ю.А. Бахвалов, А.А. Зарифьян, В.Н. Кашников и др.: Под ред. Е.М, Плохова. - М.: Транспорт, 2001. - 286с.

33. Нашиф, А. Демпфирование колебаний. Пер. с англ. / А. Нашиф, Д. Джоунс, Дж. Хендерсон. - М.: Мир, 1988, - 448с. с ил.

34. Оболочка резинокордная 645X315 модель Н-327 для высокоэластичной муфты. Паспорт ИТ 4400.00.000 ПС, 1989. 7с.

35. Оболочка резинокордная 645X315 модель Н-327 для высокоэластичной муфты. Технические условия ТУЗ 8.504253-90. Омское НПО "Прогресс", 1990. 11с.

36. Отнес, Р. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. / Р. Отнес, Л. Эноксон, перевод с английского В.И Хохлова, под ред. И.Г. Журбенко // Изд-во Мир, Москва, 1982 г.

37. Пановко Я.Г. Внутренне трение при колебаниях упругих систем / Я.Г. Пановко - М.: ГИФМЛ, 1960. 186с.

38. Пахомов, М.П. Сравнительная оценка упругих параметров пути для летних и зимних условий дорог Сибири. Труды ОмИИТ / М.П. Пахомов, П.П. Буйнова, И.И. Галиев, Г.А. Чистяков // вып. 115, 1970.

39. Писаренко, Г.С. Колебания механических систем с учетом несовершенной упругости материала / Г.С. Писаренко - Киев, "Наукова думка", 1970. - 380с. с илл.

40. Расчет собственных частот и критических скоростей трехмерной модели ротора в MSC.Nastran с использованием стандартизированной DMAP процедуры Rotordynamics. Методическое пособие. MSC Software Corporation, 2009. - 53с.

41. Руководство пользователя по MSC/Patran, 2004. - 162с.

42. Рыбников, E.K. Исследование динамических качеств тягового привода электропоездов: дис. канд. техн. наук. -М.: Транспорт, 1973. - 188с.

43. Синицын, Г.А. Обоснование схем и параметров тяговых приводов модульного моторвагонного подвижного состава: дис. канд. техн. наук. -М.: МИИТ, 2006. 146с.

44. Соколов, Ю.Н. Исследование муфт с торообразным резинокордным элементом для силовых приводов локомотивов: дис. канд. техн. наук. -Коломна, 1972.-210с.

45. Соколов, Ю.Н. Повышение надежности узлов тягового привода пассажирских электровозов ЭП1М и ЭП10 / Ю.Н. Соколов, A.C. Пономарев, В.Е. Дегтярев // Локомотив-информ. - 2010. № 6, с.4-11.

46. Сорокин, Е.С. О некоторых новых концепциях и ревизиях в теории внутреннего трения. Труды МИИТ, вып.343 / Е.С. Сорокин - Москва, 1971-с. 15-23.

47. Сорокин, Е.С. Уравнения динамической теории упругости с учетом внутреннего трения. Труды МИИТ, вып.343 / Е.С, Сорокин - Москва, 1971-с. 3-14.

48. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам / Под ред. А.И. Тищенко. Т. 1, 2. М.: Транспорт, 1976.

49. Суздальцев, М.Я. Исследование механизма привода "Жакмен" для локомотивов. Труды МИИТ / М.Я. Суздальцев // вып. 387, 1971.

50. Теория и конструкция локомотивов: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Г.С. Михальченко, В.Н. Кашников, B.C. Коссов, В.А. Симонов. Под ред. Г.С. Михальченко. - М.: Маршрут, 2006. - 584с.

51. Тепловозы: Основы теории и конструкции: Учеб. для техникумов / В.Д. Кузьмич, И.П. Бородулин, Э.А. Пахомов и др. Под ред. В.Д. Кузьмича. - М.: Транспорт, 1991. - 352 с.

52. Тибилов, Т.А. Автоколебания в тяговом приводе локомотива. Труды РИИЖТа / Т.А. Тибилов // вып,87, 1972.

53. Толстоногов, А.А. Примеры расчёта резьбовых и сварных соединений. Методические указания к выполнению расчётно-графических работ по дисциплине "Детали машин" / А.А. Толстоногов, В.В. Янковский, Е.В. Глобенко // Самара, СамИИТ, 2002.- 35 с.

54. Федяева, Г.А. Прогнозирование динамических процессов при нестационарных и аварийных режимах тягового электропривода с асинхронными двигателями: дис. д-ра техн. наук. - М.: МИИТ, 2008.

55. Шацилло, А.А. Тяговый привод электроподвижного состава / А.А. Шацилло - М.: Всесоюзное издательско-полиграфическое объединение министерства путей сообщения, 1961. 224 с.

56. Широбоков, В.В. Расчеты нелинейных динамических характеристик роторов с использованием модуля Rotordynamics и стандартной последовательности решения SOL 129 в MSC - MD Nastran. Методическое пособие / В.В. Широбоков - MSC Software Corporation, 2009. - 60с.

57. Электровоз магистральный ЭП10. Технические условия ИДМБ.661143.001ТУ. ОАО "ВЭлНИИ", 2006. 46с.

58. Щепетильников, В.А. Определение наивыгоднейшей точки подвешивания тяговых двигателей. Труды МЭМИИТ / В. А. Щепетильников // вып. 52, 1945.

59. Blakely Ken. MSC/Nastran Basic Dynamic Analysis. User's Guide. Version 68.

60. Chinmaya Kar, A.R. Mohanty Monitoring gear vibrations through motor current signature analysis and wavelet transform. Mechanical Systems and Signal Processing №20, 2006. c. 158-187

61. Costello, Michael J. Understanding the vibration forces in induction motors / Michael J. Costello // Proceedings of the nineteenth turbomachinery symposium, p.67 - 76.

62. Fengge, Zhang Analysis of vibration modes for large induction motor / Zhang Fengge, Tong Ningze, Wang Fengxiang - IEEE 4p.

63. Finley, William R. An Analytical Approach to Solving Motor Vibration Problems / William R. Finley, Mark M. Hodowanec, Warren G. Holter -IEEE / PCIC-99-20.

64. Finley, William R. Troubleshooting induction motors / William R. Finley -Siemens Energy & Automation, 14 p.

65. Genta, G. Vibration Dynamics and Control / G. Genta - Springer 2009. 856p.

66. Granjon, Pierre. Electromagnetic vibrations estimation of an induction motor by nonlinear optimal filtering / Pierre Granjon - Laboratory of Images and Signals (LIS), INP Grenoble, p. 1-5.

67. Hinaoui-Hamze, Hasan El. An interactive traction motors design and selection software . Department of Energy and Environment Division of Electric Power Engineering Electrical Machines and Drive Systems Group CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY / Hasan El. Hinaoui-Hamze - Gothenburg, Sweden, 2005, 159p.

68. Hertig, David N. MSC/Nastran advanced dynamic analysis User's Guide. Version70 / David N. Hertig - The MacNeal - Schwender Corporation. 270p.

69. Huaytia, Ricardo. Skin and proximity effect analysis of traction motor. Master Thesis Royal Institute of Technology School of Electrical Engineering / Ricardo Huaytia - Electrical Energy Conversion Stockholm 2012. 68p.

70. Hulugappa, B., Tajmul. Pashab, Dr. Ramakrishnac K.M. Condition monitoring of induction motor ball bearing using monitoring techniques. International Journal of Scientific and Research Publications, Volume 2 / Hulugappa B., Pashab Tajmul, Dr.K.M.Ramakrishnac - Issue 11, November 2012, 8p.

71.Takeo I. Analysis of natural frequency, radial force and vibration of induction motors fed by pwm inverter. Induction Motors / Ishikawa Takeo -Modelling and Control, p.225-246.

72. Laiho A. Attenuation of harmonic rotor vibration in a cage rotor induction machine by a self-bearing force actuator / Laiho Antti, Sinervo Anssi, Orivuori Juha, Tammi Kari, Arkkio Antero, Zenger Kai - IEEE Transactions on Magnetics 2009. Pp. 1-12.

73. Lai, R.N. Development of reliable designs of squirrel cage rotors for traction motors used in locomotives working in arduous operating conditions / R.N. Lai, Ganesh. - IET Electric Power Applications Received on 5th December 2008 Revised on 17th March 2009, p.487-499.

74. Lai, R.N. Selection of suspension arrangement of traction motors : a right approach / R.N. Lai, Ganesh - Research Design and Standards Organisation , Lucknow, 13p.

75. Lecointe J. P. Distinction of toothing and saturation effects on magnetic noise of induction motors / J. P. Lecointe, B. Cassoret, J. F. Brudny -Progress In Electromagnetics Research, 2011, Vol. 112, 125 - 137.

76. Lee. K-B. Identification of rotor bearing parameter using orbit data / K-B. Lee, Y-B. Kim, K-Y. Jeong - IMechE 2005, p. 249-257.

77. Kukula, P. Electric machine vibration analysis / P.Kukula - Konference diplomovych praci 2007 Ûstav konstruovâni, Ûstav mechaniky teles, mechatroniky a biomechaniky, FSI VUT v Brne 5. - 6. cervna 2007, Brno, Ceskâ republika, 7p.

78. MD Nastran. Explicit Nonlinear (SOL 700). User's Guide. 486p.

79. MD Nastran R2.1. Quick Reference Guide. 2666p.

80. Obaid R. R. Effect of load on detecting mechanical faults in small induction motors / R.R.Obaid, T.G. Habetler // Symposium on Diaporlicr for Electric Machines, Power Electronics and Driver. Atlanta, C& USA 24-26 August 2003. p.307-311.

81. Patran 2008 rl. User's Guide, 2009. - 210p.

82. Ramteke A. L. Improving analysis accuracy by modeling rivets / bolts as solids in sheet metal structure / A.L. Ramteke, P.B. Nadgouda - 7th European LS-DYNA Conference, 2009. 8p.

83. Rodriguez P.V.J. Current-, force-, and vibration-based techniques for induction motor condition monitoring: Doctoral Dissertation. Espoo 2007

84. Sargeant M.A., Drew S.J., Stone B.J. Coupled torsional and transverse vibration of a back-to-back gearbox rig. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics 2005. p.219 -259.

85. Sean D. A. An investigation of the application of bolt pre-stress and its

¿L

effect during low speed impact loading / A.D. Sean - 7 European LS-DYNA Conference, 2009. 9p.

86. Shnibha R. A more reliable method for monitoring the condition of three-phase induction motors based on their vibrations / R. Shnibha, A. Albarbar, A. Abouhnik, G. Ibrahim - International Scholarly Research Network ISRN Mechanical Engineering Volume 2012, Article ID 230314, 9 pages.

87. Shnibha R. Induction motor condition monitoring using vibration energy analysis / R. Shnibha, A. Albarbar, A. Abouhnik, G. Ibrahim - Department of Engineering& Technology, Manchester Metropolitan University, Manchester, Ml5 1GDUK.

88. Shrivastava A., Dr. Sulochana W. Vibration signature analysis for ball bearing of three phase induction motor / A. Shrivastava, Dr. Sulochana W. -IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSRJEEE) ISSN: 2278-1676 Volume 1, Issue 3 (July-Aug. 2012), PP 46-50.

89. Silva A. M. Induction motor fault diagnostic and monitoring methods / A.M. Silva - A Thesis submitted to the Faculty Of the Graduate School, Marquette University, In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Electrical and Computer Engineering Milwaukee, Wisconsin May 2006, 159 p.

90. Sitton, G. MSC/Nastran Basic Dynamic User's Guide, V69 / G. Sitton - The MacNeal - Schwender Corporation. 1997.

91. Thomson W. T. Current and vibration monitoring for fault diagnosis and root cause analysis of induction motor drives / W.T. Thomson, P. Orpin -Proceedings of the thirty-first turbomachinery symposium 2002, p.61 - 67.

92. Waumans T. Rotordynamic behaviour of a micro-turbine rotor on air bearings: modelling techniques and experimental verification / T. Waumans, P. Vleugels, J. Peirs, F. AI-Bender, D. Reynaerts - Proceedings of ISMA2006, p.181-197.

93. Werner U. A plane vibration model for natural vibration analysis of soft mounted electrical machines / U. Werner - Advances in Vibration Analysis Research, p.273-294.

94. Yang B. Non-linear characteristics of a cracked rotor-journal bearing system / B. Yang, C.S. Suh - Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics 2005, p. 87 - 108.

234