Улучшение динамических характеристик и повышение долговечности рычажных передач тормозных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Косаревский Валерий Валерьевич

• Косаревский Валерий Валерьевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Косаревский Валерий Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние проблемы и задачи исследования

1.1. Анализ тенденций в области совершенствования конструкции и долговечности механической части тормозных систем

1.2. Обзор исследований в области повышения эффективности действия и улучшения динамики тормозных систем

1.3. Выводы по главе

2. Особенности силового взаимодействия элементов механической части

тормозной системы вагона

2.1. Экспериментально-теоретические исследования особенностей силового взаимодействия элементов тормозной системы пассажирского вагона в стационарных условиях

2.2. Анализ динамики рычажной передачи тормозной системы вагона с учетом зазоров в шарнирных соединениях

2.3. Выводы по главе

3. Анализ динамических характеристик механической части тормозной

системы пассажирского вагона

3.1. Исследование динамики механической части тормозной

системы пассажирского вагона в переходном режиме

3.2. Исследование динамики механической части тормозной системы вагона в установившихся режимах

3.3. Нестационарные динамические процессы в подсистеме «тормозная колодка рычажной передачи - колесо»

3.4. Выводы по главе

4. Экспериментальные исследования и компьютерное моделирование

динамических процессов рычажной передачи тормозной системы и ее

основных элементов. Рекомендации по совершенствованию конструкции и

повышению долговечности тормозной системы

4.1. Цель экспериментальных исследований и выбор стратегии

4.2. Оборудование, аппаратура и методика исследований

4.3. Результаты испытаний и их анализ

4.3.1. Исследование колебаний башмака рычажной передачи с новой колодкой

4.3.2. Исследование колебаний башмака рычажной передачи с колодкой, имеющей неравномерный износ

4.4. Компьютерное моделирование динамических процессов рычажной передачи тормозной системы пассажирских вагонов при торможении, сравнение теоретических и экспериментальных

исследований

4.5. Разработка рекомендаций по совершенствованию конструкции рычажной передачи тормозной системы и системы мероприятий, способствующих улучшению динамических характеристик и повышению долговечности ее основных элементов

4.6. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Неотъемлемой составляющей современных тормозных систем является автоматический пневматический фрикционный колодочный тормоз, эффективность и надежность работы которого непосредственно зависит от качества проектирования, эксплуатации, обслуживания и ремонта тормозного оборудования. Механическая часть тормозной системы объединяет рычажную тормозную передачу, автоматический регулятор рычажной передачи и фрикционные элементы рычажной передачи (тормозные колодки и накладки). Основным требованием к рычажной передаче тормозной системы является обеспечение равномерного распределения усилий по всем тормозным колодкам. Однако в условиях эксплуатации наблюдается некоторый разброс в усилиях нажатия тормозных колодок на колесные пары как в пределах вагона, так и каждой тележки. Неравномерность распределения нажатий тормозных колодок может быть одной из основных причин их неравномерного износа.

Неравномерный износ является одним из главных факторов, резко снижающих долговечность тормозных колодок рычажных передач подвижного состава. Несмотря на то, что неравномерный износ колодок рычажных передач тормозных систем встречается не только на транспорте и этой проблеме посвящено огромное количество теоретических и экспериментальных исследований, причины данного явления остаются на сегодняшний день до конца не изученными.

Целью диссертационной работы является улучшение динамических характеристик рычажной передачи тормозной системы и повышение ее долговечности (на примере пассажирских вагонов).

В диссертационной работе решаются следующие задачи, соответствующие постановленной цели:

1. Изучить особенности силового взаимодействия между элементами рычажной передачи тормозной системы с целью выявления причин

неравномерного нажатия тормозных колодок на колесные пары;

2. Провести теоретическое исследование переходного и установившихся режимов колебаний в системе «рычажная передача тормозной системы - тормозная колодка - колесо», получив количественную оценку значений динамических нагрузок в контактах тормозных колодок с колесами;

3. Исследовать нестационарные динамические процессы в подсистеме «тормозная колодка - колесо», оценить количественно динамические силы в контакте тормозной колодки с колесом и определить границы области возникновения режимов фрикционных автоколебаний;

4. Для оценки достоверности результатов математического моделирования, установления связи между неравномерностью распределения нажатий тормозных колодок на колесные пары и неравномерным износом, провести экспериментальные исследования динамических процессов в системе «рычажная передача тормозной системы - тормозная колодка - колесо» на основе натурных испытаний пассажирского вагона, находящегося в эксплуатации;

5. Дать рекомендации по совершенствованию конструкции рычажной передачи тормозной системы и разработать систему мероприятий, способствующих улучшению динамических характеристик и увеличению долговечности.

Научная новизна работы.

1. Выявлены закономерности динамических процессов в рычажной передаче тормозной системы и выполнен анализ неравномерности распределения динамических нагрузок в переходном, установившихся и нестационарных режимах.

2. Выявлены границы областей возникновения в системе режимов фрикционных автоколебаний и установлена взаимосвязь между неравномерным нажатием тормозных колодок рычажной передачи и неравномерным износом тормозных колодок.

Объектом исследования являются рычажные передачи тормозных

5

систем.

Предметом исследования являются силовое взаимодействие элементов и динамические процессы в рычажной передаче тормозной системы.

Методы исследования базируются на математическом моделировании линейных и нелинейных динамических систем с последующей экспериментальной проверкой результатов моделирования.

Достоверность разработанных моделей и алгоритмов подтверждена строгостью теоретического обоснования и результатами натурных испытаний, а также применением современных методов экспериментальных исследований и компьютерного моделирования.

Практическая и теоретическая ценность работы. Для проведения натурных динамических испытаний разработана и использована автономная малогабаритная измерительная система, способная вести регистрацию сигналов и запись полученной информации на съемный носитель без участия оператора.

Установленные закономерности в реализации повышенных и пониженных относительно среднего уровня нагрузок в контактах тормозных колодок с колесами положены в основу рекомендаций по совершенствованию конструкции рычажной передачи тормозной системы и разработке системы мероприятий, способствующих увеличению долговечности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение динамических характеристик и повышение долговечности рычажных передач тормозных систем»

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях: Второй научно-технической конференции ассоциации АСТО (в честь 80-летия ОАО МТЗ «Трансмаш» и отечественного тормозостроения) «Перспективное тормозное оборудование для железнодорожного транспорта и метрополитена», (Москва, Россия, 2001 г.); Научно-практической конференции «Безопасность движения на железнодорожном транспорте: правовые и технические аспекты, (Ростов-на-Дону, Россия, 2002 г.); ХХ-ой Международной научно-технической конференции «Проблемы развития рельсового транспорта» (Крым, Украина,

2010 г.); Юбилейной десятой Международной научно-практической

6

конференции «Перспективы развития локомотиво-, вагоностроения» (Ростов-на-Дону, Россия, 2018 г.), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития транспорта, промышленности и экономики России» («ТрансПромЭк-2019») (Ростов-на-Дону, Россия, 2019 г.), 11-й Международной научно-практической конференции «Перспективы развития локомотиво-, вагоностроения и технологии обслуживания подвижного состава» (Ростов-на-Дону, Россия, 2019 г.), Международной научно-практической конференции «Транспорт: наука, образование, производство» («Транспорт-2019») (Ростов-на-Дону, Россия, 2019 г.); научных семинарах кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» РГУПС, (Ростов-на-Дону, 2005-2019 г.); совместном заседании кафедр «Вагоны и вагонное хозяйство», «Основы проектирования машин» РГУПС, (Ростов-на-Дону, 2020 г.).

Область исследования. Содержание диссертации соответствует предметной области специальности 05.02.02 «Машиноведение, системы приводов и детали машин» п.2 -теория и методы проектирования машин и механизмов, систем приводов, узлов и деталей машин и п.5- повышение точности и достоверности расчетов объектов машиностроения; разработка нормативной базы проектирования, испытания и изготовления объектов машиностроения.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 9 в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ группы научной специальности 05.02.00 -машиностроение и машиноведение, общим объемом 14,62 п.л., в том числе доля соискателя составила 8,86 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 110 наименований, имеет 121 рисунок, 7 таблиц и изложена на 184 страницах машинописного текста. В приложение вынесены сведения о внедрении.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В решение проблемы совершенствования конструкции, динамики и эффективной эксплуатации тормозных систем, а также повышения их эффективности, большой вклад внесли отечественные и зарубежные ученые: М.П. Александров, П.С. Анисимов, В.Р. Асадченко, Л.В. Балон, Е.П. Блохин, В.А. Браташ, Э.Д. Браун, Л.А. Вуколов, В.Д. Верескун, М.И. Глушко, А.Л. Голубенко, П.Т. Гребенюк, В.Ф. Егорченко, Г.М. Елсаков, В.Г. Иноземцев, Ф.П. Казанцев, А.В. Казаринов, В.М. Казаринов, Б.Л. Карвацкий, Д.Э. Карминский, В.Г. Козубенко, Л.В. Козюлин, В.И. Колесников, В.И. Крылов, В.В. Крылов, В.О. Кубил, И.К. Матросов, В.Н. Муртазин, Б.Д. Никифоров, В.Е. Попов, В.А. Смородин, А.С. Хоружий, А.В. Чичинадзе, И.А. Яицков, A. Nievergelt, H.J. Andrews, F.J. Barwell, R.G. Woolacot, F.W. Carter, J.J. Kalker, O. Krettek, R.D. Mindlin, H. Poritski, K.L. Johnson, P.I. Wickham и др.

1.1. Анализ тенденций в области совершенствования конструкции и долговечности механической части тормозных систем

Анализ нормативной документации, литературных источников и патентной информации [4-6, 15, 17, 18, 37, 38, 42, 43, 64, 67, 68] показывает, что совершенствование механической части тормозных систем транспортных средств преимущественно происходит на основе изменения конструкции как рычажных передач тормозных систем в целом, так и отдельных их элементов, включая колодки, башмаки, триангели и др., а также на базе применения более совершенных материалов.

ОКСАФЕН (Оксафен Д-6, Д-10, Д-20) - антифрикционный изотропный

полимерный конструкционный материал сухого трения [56]. Изделия из

ОКСАФЕНА - тяжелонагруженные втулки транспортных машин, подшипники

транспортеров, подшипники скольжения и др. В таблице 1. 1 приведены

сертифицированные типоразмеры втулок из антифрикционного полимерного

8

материала ОКСАФЕН для рычажных передач тормозных систем грузовых вагонов.

Таблица 1.1. - Типоразмеры втулок из антифрикционного полимерного материала ОКСАФЕН для рычажных передач тормозных систем грузовых вагонов

Обозначение

Габаритный размер, мм Dxdxh

Внешний вид

1

2

Втулка ТВГ 002.00.001-20

40,0x30,2x11,0

О

Втулка ТВГ 002.00.001-23

40,0х30,2х24,0

Втулка ТВГ 002.00.001-35

45,0x36,2x11,0

Втулка ТВГ 002.00.001-38

45,0x36,2x24,0

О

Втулка ТВГ 002.00.001-39

45,0x36,2x29,0

Втулка ТВГ 002.00.001-40

50,0x40,2x11,0

Втулка ТВГ 002.00.001-44

50,0x40,2x24,0

3

Несмотря на значительный ассортимент антифрикционных материалов, проведенный патентный поиск не выявил изобретений, относящихся как к конструкциям втулок шарнирных соединений рычажных передач тормозных систем подвижного состава и композициям антифрикционных материалов для этих втулок, так и к композициям смазочных сред для таких трибосопряжений, хотя подобные исследования достаточно распространены применительно к объектам общего машиностроения.

В техническом решении, защищенном патентом 2120875 РФ [73], достигается увеличение срока службы тормозных колодок за счет гарантированного и полного их отвода от поверхностей катания колес при отпущенном тормозе, недопущение взаимодействия (или касания) тормозных колодок и колес в отпущенном состоянии тормоза или в незаторможенном состоянии вагона, снижение сопротивления движению вагона и исключение фактора, приводящего к вредному нагреву колес вагона в отпущенном состоянии тормоза или в незаторможенном состоянии вагона. Устройство (тормозная рычажная передача) содержит вертикальные рычаги, шарнирно соединенные с распорками триангелей. На триангелях установлены неповоротные башмаки с тормозными колодками. Нижние концы вертикальных рычагов шарнирно соединены затяжкой, а один из этих рычагов своим верхним концом шарнирно соединен с серьгой, конец которой шарнирно соединен с кронштейном мертвой точки тормозной рычажной передачи, закрепленным на надрессорной балке двухосной тележки грузового вагона, а триангели подвешены на неподрессоренных балках тележки с помощью подвесок. По меньшей мере один из элементов по меньшей мере одного из триангелей кинематически соединен с дополнительным поддерживающим элементом, другой конец которого кинематически соединен с неподрессоренной частью тележки. Схема рычажной передачи тормозной системы, приведена на рис.1.1.

В результате использования данной конструкции становится возможным исключить влияние вышеперечисленных эксплуатационных факторов на отвод тормозных колодок от поверхностей катания колес двухосной тележки грузового вагона, а также на вредный нагрев колес тележки вагона, повышенное сопротивление движению поезда и неравномерный, например неравномерный, износ тормозных колодок.

Рис. 1.1. Рычажная передача тормозной системы согласно патенту 2120875 РФ : 1 - вертикальный рычаг; 2 - триангель; 3 - неповоротный башмак; 4 - затяжка; 5, 10, 13 - подвески; 6, 9, 11 - кронштейны; 7 - боковая

рама; 8 - балка; 12 - тяга

Патентом 2173646 РФ [76] защищена конструкция рычажной передачи тормозной системы двухосной тележки грузового вагона. Данная конструкция исключается поворот или «завал» триангелей на подвесках и тем самым обеспечивается гарантированный отвод тормозных колодок от поверхностей катания колес двухосной тележки железнодорожного грузового вагона, что позволяет исключить вредный неравномерный износ тормозных колодок.

Патентом 2390450 РФ [81] защищена конструкция тормозной рычажной передачи транспортного средства. В конструкции предусмотрено использование системы торможения для каждой тележки под вагоном в отдельности (раздельное, потележечное торможение). рычажная передача тормозной системы согласно рис. 1.2, содержит тормозной цилиндр 1, шарнирно соединенный штоком 2 с горизонтальным рычагом 3. Горизонтальный рычаг шарнирно соединен с серьгой мертвой точки 4, с авторегулятором 5 и с приводом авторегулятора 6. Расстояние а между центром неподвижного шарнира 7 серьги мертвой точки 4, расположенного со стороны тормозного цилиндра 1 относительно горизонтального рычага 3, и осью 8 штока 2 тормозного цилиндра 1 равно или больше в пределах 10 % расстояния

Ь между центром 9 шарнирного соединения горизонтального рычага 3 со штоком 2 тормозного цилиндра 1 и центром 10 подвижного шарнира серьги мертвой точки 4, расположенного на горизонтальном рычаге 3. При нулевом выходе штока 2 тормозного цилиндра 1 угол между осью симметрии 11 горизонтального рычага 3 и осью симметрии 12 серьги мертвой точки 4, находящийся со стороны тормозного цилиндра 1 является острым, что обеспечивает первоначальное взаимное расположение штока тормозного цилиндра, серьги мертвой точки, горизонтального рычага и тяги авторегулятора, которое в дальнейшем, при выходе штока тормозного цилиндра в момент прижатия тормозных колодок к колесам тележки, позволяет привести угловые показатели между осью штока тормозного цилиндра и осью симметрии горизонтального рычага со стороны тормозного цилиндра к значению 90°-10°, а между осью симметрии горизонтального рычага и осью симметрии серьги мертвой точки к значению 90°+10° или 90°+15°, которые, в свою очередь, позволяют потери передающегося усилия от тормозного цилиндра, в тормозной рычажной передаче, свести к минимальным показателям.

Рис. 1.2. Тормозная рычажная передача согласно патенту 2390450 РФ

В результате достигается возможность сведения к минимальным показателям потери усилия, передающегося от рычажной передачи тормозного цилиндра к рычажной передаче тележки и исключение возможности заклинивания рычажной передачи тормозного цилиндра.

Патентом 2199458 РФ [78] защищена конструкция триангеля рычажных передач тормозов подвижного состава. Триангель рычажной передачи тормозной системы, согласно рис. 1.3, содержит балку 1 из швеллера, струну 2, отделенную от балки 1 в средней части распоркой 3, тормозные башмаки 5, закрепленные на концевых частях балки 1 с помощью заклепок 6, поджимающих головкой тормозной башмак 5 к горизонтальным полкам балки 1. Головка заклепок 6 закреплена на вертикальной полке в вырезе на задней поверхности тормозного башмака 5. Вместе с этим на концевых частях струны 2 установлены наконечники с помощью заклепок 14, расположенных параллельно заклепкам 6. Конструкция позволяет обеспечить плотное прилегания краев полок балки к внутренней поверхности тормозного башмака и обеспечение легкого доступа к фиксирующим деталям для обеспечения ремонтопригодности.

Рис.1.3. Триангель рычажной передачи тормозной системы согласно патенту

2199458 РФ

Патентом 2169675 РФ [75] защищена конструкция неповоротного башмака, используемого в механической части тормоза грузовых вагонов. Запатентованная конструкция не допускает «завал» или ограничивает угол

поворота неповоротного башмака с целью предотвращения касаний тормозной колодкой колеса, вызывающих неравномерный износ тормозных колодок в отпущенном состоянии тормоза, а также позволяет увеличить срок службы этих колодок.

Неповоротный башмак, показанный на рис. 1.4, состоит из верхнего 1 и нижнего 2 ребер жесткости, жестко связывающих между собой опорную поверхность 3. В средней части этой опорной поверхности 3 неповоротного башмака размещен паз 4 для установки подвески неповоротного башмака (на рисунке эта подвеска не показана). Между ребрами жесткости 1 и 2 установлена замкнутая четырехгранная полость 5 или четырехгранный паз 5, который предназначен для установки неповоротного башмака на швеллерную балку триангеля. На боковой части неповоротного башмака установлен упор или кронштейн 6, выполненный в виде пластины или стержня и жестко соединенный с конструкцией башмака.

Рис. 1.4. Неповоротный башмак согласно патенту 2169675 РФ

Зарубежные локомотивы часто оборудуют дополнительным чистящим колодочным тормозом, который, как это, например, имеет место на

локомотивах серии 1012, обеспечивает до 25 % необходимой тормозной силы [102].

Основные конструкции башмаков с тормозными колодками представлены на рис. 1.5 [59].

Рис. 1.5. Конструкции башмаков с тормозными колодками: а — неразборная; б — разборная; в — разборная секционированная; г — двухсекционная

Стандартные тормозные колодки из серого чугуна обеспечивают износостойкость, твердость 197-255 НВ и коэффициент трения 0,18-0,24 [3]. По мере увеличения содержания фосфора в чугуне от 0,3 до 3-4 % пропорционально увеличивается износостойкость колодки. Поэтому износостойкость на 30 % выше у тормозных колодок из чугуна, у которых повышенное содержание фосфора, чем у обычных. Однако такие колодки обладают повышенной хрупкостью, что вызывает необходимость использования в них каркаса толщиной 4-6 мм из мягкой стали.

В настоящее время за рубежом значительное распространение получили как вполне приемлемое и недорогое техническое решение тормозные колодки Samson из чугуна с высоким (3 %) содержанием фосфора ввиду их невысокой стоимости и большой износостойкости [102]. Эти колодки выпускаются американской компанией Abex и эксплуатируются с 1972 года. Тормозные

колодки Samson обладают заметно более высокой износостойкостью по сравнению с чугунными, имеющими низкое содержание фосфора, и поэтому имеют в зависимости от условий эксплуатации в 2 - 6 раз больший срок службы. Коэффициент трения колодок Samson превышает коэффициент трения традиционных чугунных колодок в зависимости от содержания в них фосфора на 10 - 30 %.

ОАО «ФРИТЕКС» (г. Ярославль) выпускает как асбестовые (ТИИР-300), так и безасбестовые (ТИИР-308) композиционные тормозные колодки [27]. Последние обладают следующими преимуществами: повышенной теплопроводностью; увеличенным ресурсом в эксплуатации; меньшей массой; экологической чистотой, так как не содержат асбест. Компанией ФРИТЕКС разработаны металлокерамические накладки и колодки нового класса, позволяющих увеличить срок службы колодки и накладки в 2 - 3 раза по сравнению с этим показателем для существующих композиционных колодок [22-27]. Испытаны и сертифицированы композиционные полуметаллические колесосберегающие тормозные колодки ФРИТЕКС Контакт с гибким защемлением вставки из специального чугуна шаровидной формы в проволочном каркасе [27]. Аналогичное техническое решение реализовано в тормозных колодках Кобра ТредГард (США).

В монографии [36] проанализированы пути снижения контактно-усталостных повреждений колес грузовых вагонов. В результате, в числе наиболее важных направлений, направленных на решение данной проблемы, было выделено применение специальных тормозных колодок со вставками и использование металлокерамических тормозных колодок.

В США композиционные тормозные колодки оснащаются металлическим

скребковыми вставками, которые повышают сцепление колеса с рельсом и

теплопроводность колодки, а также снимают с поверхности катания колеса

незначительные ползуны и навары металла, препятствуя появлению выщербин.

В Японии используется составная тормозная колодка, по краям которой

расположены элементы, изготовленные из материала с повышенным

сцеплением. Это позволяет за счет удаления с поверхности колеса частиц масла, влаги и грязи уменьшить проскальзывание колеса относительно рельса и увеличить тормозную силу [36].

В Чехии фирмой «Lombard Industrial» разработаны и выпускаются для локомотивов и вагонов секционные металлокерамические тормозные колодки из бронзово-графитового материала «Диафрикт-К4» с высоким содержанием керамических компонентов и искусственного графита. Срок службы колодок в 10 раз больше, чем чугунных, и в 3 раза - чем композиционных колодок.

Патентом 2122042 РФ [74] защищено определенное авторами соотношение компонентов чугуна для тормозных колодок.

Патентом 2073617 РФ [72] защищена конструкция композиционной тормозной колодки железнодорожного транспортного средства, состоящей, как видно из рис. 1.6, из сетчато-проводочного каркаса 1 и фрикционного элемента, включающего слой 2 асбокаучукового материала, приформованного к каркасу 1 и содержащего баритовый концентрат и углерод технический. Фрикционный элемент снабжен дополнительно слоем 3 из асбокаучукового материала, содержащего электрокорунд и графит, приформованным к слою 2, при этом толщина его больше толщины слоя 2. Это позволяет повысить износостойкость тормозной колодки и увеличить срок его службы до полного износа.

1 г

з

Рис. 1.6. Поперечный разрез тормозной колодки согласно патенту 2073617 РФ

На рис. 1.7 показана защищенная патентом 2188347 РФ [77] конструкция тормозной колодки преимущественно транспортного средства.

3 2 12

Рис. 1.7. Конструкция тормозной колодки согласно патенту 2188347 РФ

Тормозная колодка содержит металлический проволочный каркас 3, фрикционную часть, содержащую закрепленные на каркасе три вставки, расположенные по длине колодки и перекрывающие всю площадь поперечного сечения изнашиваемого слоя колодки. В центральной части колодки расположена твердая вставка 1, снабженная отверстием под чеку и выполненная из чугуна. По обоим краям твердой вставки расположены вставки 2 из композиционного фрикционного материала.

Патентом 2381934 РФ [79] защищена конструкция биметаллической вагонной тормозной колодки. Она содержит дугообразно изогнутый чугунный брус, имеющий с тыльной стороны расположенный поперечно, посередине прилив, с отверстием под клиновидную чеку для крепления в колодкодержателе. Чугунный брус выполнен литьем чугуна в форму. В теле чугунного бруса (рис. 1.8) продольными рядами размещены цилиндрические вставки В, выполненные из материала более высокой абразивности, чем материал бруса.

Рис. 1.8. Биметаллическая тормозная колодка согласно патенту 2381934 РФ

С целью уменьшения минимальной толщины колодки, разрешенной для эксплуатации, исключения повреждений поверхности катания колеса из-за кольцевых выработок, повышения стабильности эффективности торможения с одновременным восстановлением поверхности катания колеса в процессе обычного торможения согласно патенту 2386561 РФ [80] в тыльную часть колодки запрессована стальная перфорированная изогнутая полоса, а в тыльной части колодки запрессованный в композиционном, по меньшей мере, однослойном фрикционном элементе проволочный каркас выполнен из двух соединенных между собой рамок, каждая из которых согнута из проволоки, концы которой соединены.

На рис. 1.9 показаны вид спереди, вид в плане и поперечный разрез А-А предлагаемой тормозной колодки подвижного состава.

5 4 5 5

Рис. 1.9. Конструкция тормозной колодки согласно патенту 2386561 РФ

Тормозная колодка состоит из: 1 - проволочный каркас, который объединяет наружную и внутреннюю рамки; 2 - композиционный фрикционный элемент, который имеет как двухслойную, так и однослойную конструкцию; 3 - перфорированная, изогнутая стальная полоса, впрессованная во фрикционный элемент с тыльной стороны колодки; 4 - центральная бобышка; 5 - вспомогательные бобышки; 6 - паз со стороны рабочей поверхности колодки (колодка может изготавливаться и без паза); 7 - прилив под чеку.

1.2. Обзор исследований в области повышения эффективности действия и улучшения динамики тормозных систем

Сложность решения проблемы повышения эффективности тормозных систем за счет выравнивания сил нажатия на тормозные колодки определяется, в основном, тремя основными факторами: 1) достаточно сложная структура механической системы «тормозная рычажная передача - тормозная колодка -колесо»; 2) наличие зазоров в шарнирных соединениях рычажной передачи тормозной системы; 3) сложность математического описания взаимодействия в

подсистеме «тормозная колодка рычажной передачи - колесо», находящейся под действием динамических нагрузок [14, 20, 29, 66, 84, 85, 93] и динамическими процессами, происходящими в рычажной передаче тормозной системы при реализации тормозного усилия [7, 8, 48, 55, 98, 99, 103, 104].

В работе [30] отмечается, что колодочные тормоза при начальной скорости торможения свыше 140 км/ч не обеспечивают требуемой эффективности из-за недостаточной тормозной мощности, которая ограничивается разрушающим термическим воздействием на поверхность катания колес и тормозных колодок. Анализ результатов испытаний показал, что с ростом скорости скольжения (V, м/с) и удельного давления (р, МПа) величина коэффициента трения медленно убывает, а с ростом температуры контактной поверхности 0С) - так же медленно увеличивается согласно зависимости

р(г, V, р) = 0,47241 + 0,00021225 • г - 0,0030345 • V - 0,089125 • р - 0,00018125 • г • р

В работах [91, 92] рассмотрены проблемы, связанные с динамическими процессами в тормозных системах, в частности, описаны виброакустические эффекты, возникающие при фрикционном взаимодействии твердых тел в тормозных системах. Представлена частотная классификация тормозного шума. Проанализированы современные экспериментальные методы исследования виброакустических явлений в металлополимерном контакте.

В работе [102] проведено сравнение эффективности работы дисковых и

колодочных тормозов железнодорожного подвижного состава. Отмечается, что

на колесных парах, оборудованных дисковыми тормозами, особенно часто

появляются своеобразные периодические отклонения от круглости поверхности

катания колес, причина возникновения которых была и остается предметом

многочисленных исследований. Примером может служить исследовательская

программа «Некруглости колес», реализуемая в МСЖД рабочей группой

Ц№КА. Явным преимуществом колесных пар, оборудованных колодочными

тормозами, является то, что некруглость, возникающая на поверхности катания

колес, может устраняться колодками при торможении. Однако уже после

21

нескольких торможений колодками из серого чугуна на поверхности катания колес появляются новые некруглости, так называемые тормозные рифли, приводящие к повышенному шумообразованию при движении, которое еще больше усиливается при взаимодействии с рифлями на рельсах. С увеличением скорости движения и длины волн рифлей уровень шума повышается, особенно в диапазоне частот 800 - 2000 Гц. При использовании металлокерамических и композиционных тормозных колодок образование рифлей на колесах не отмечалось. По данным измерений уровней шума, который излучается при действии тормозных систем пассажирских поездов при скорости 140 км/ч, установлено, что при дисковых тормозах максимальный уровень шума составил 71 дБ при частотах 75 и 1750 Гц, а в случае колодочного тормоза с колодками из серого чугуна уровень шума в диапазоне частот 800 - 2000 Гц возрастает до 86 дБ. Пассажирские поезда, оборудованные колодочными тормозами с композитными накладками, излучают шум примерно такого же уровня, что и поезда с дисковыми тормозами, а при металлокерамических накладках - уровень шума на 4-5 % больше.

В работе [28] отмечается, что в эксплуатации при экстренных торможениях пассажирских поездов имеют место случаи превышения нормативных значений тормозного пути. С целью установления фактических значений тормозной эффективности и выявления причин ее снижения были проведены натурные испытания поездов и теоретические исследования. Испытания подтвердили низкую тормозную эффективность пассажирских поездов, оснащенных как чугунными, так и композиционными колодками. В частности, при чугунных колодках тормозной коэффициент поезда находился в пределах 0,45-0,57, а при композиционных - от 0,31 до 0,50 при норме единого наименьшего нажатия 0,60, когда поезд может двигаться со скоростью 120 км/ч.

Расчеты показали, что характеристики рычажной передачи и

регламентированные фрикционные свойства тормозных колодок не всегда

позволяют обеспечить нормативную тормозную эффективность. Расчетные

22

силы нажатия чугунных и композиционных тормозных колодок на ось различных типов вагонов, приведенные в инструкциях и правилах, являются завышенными. В частности, они не учитывают влияние пружин автоматических регуляторов тормозных рычажных передач на силу нажатия. При расчете обеспеченности тормозами пассажирского поезда, оборудованного композиционными колодками, не учитывается уменьшение тормозной эффективности из-за постановки чугунных колодок на редукторных осях и снижения коэффициента трения применяемых в настоящее время колодок ТИИР-303 по сравнению с ранее используемыми.

Для повышения тормозной эффективности пассажирских поездов, следует: 1) более четко определить нажатие тормозных колодок по развеске вагонов с учетом влияния пружины авторегулятора, установить большее число градаций рычажной передачи тормозной системы по длине горизонтальных рычагов и массе тары вагона; 2) провести исследования коэффициента сцепления колес с рельсами на различных участках железных дорог, уточнить расчетные формулы коэффициента сцепления и нормы проектирования автотормозов; 3) ограничить применение композиционных тормозных колодок на пассажирских вагонах при скоростях движения до 120 км/ч, хотя их износостойкость значительно выше, чем у чугунных; 4) при использовании композиционных колодок на вагонах редукторные оси также оборудовать композиционными тормозными колодками независимо от максимальных скоростей движения поезда; 5) ввести нормы расчетных сил нажатия композиционных колодок на ось вагонов без пересчета на чугунные колодки как для пассажирских, так и для грузовых вагонов; 6) разработать номограммы или таблицы тормозных путей для поездов, оборудованных композиционными колодками, по расчетному тормозному коэффициенту; 7) после капитального ремонта данные о массе тары наносить на кузов вагона после взвешивания на весах; 8) провести исследования и разработать мероприятия (конструктивные, технологические и организационные) по повышению тормозной

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Косаревский Валерий Валерьевич, 2020 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Александров, М.П. Тормозные устройства: Справочник / М.П. Александров, А.Г. Лысяков и др. - М.: Машиностроение, 1985. - 312 с.

2. Артоболевский, И.И. Об одном состоянии вала, вращающегося в подшипнике без смазки с зазором / И.И. Артоболевский, В.Т. Костицин, Н.П. Раевский // Изв. АН СССР. ОТН. - 1949. - № 2. - С. 168-173.

3. Анисимов, П.С. Расчет и проектирование пневматической и механической частей тормозов вагонов / П.С. Анисимов, В.А. Юдин и др.; Под ред. П.С. Анисимова. - М.: Маршрут, 2005. - 248 с.

4. Асадченко, В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава / В.Р. Асадченко. - М.: Маршрут, 2006. - 392 с.

5. Асадченко, В.Р. Расчет пневматических тормозов железнодорожного подвижного состава / В.Р. Асадченко. - М.: Маршрут, 2004. - 120 с.

6. Асташкевич, Б.М. Повышение надежности чугунных тормозных колодок / Б.М. Асташкевич // Железнодорожный транспорт. - 1995. - № 2.- С. 4143.

7. Балон, Л.В. Нестационарные динамические процессы в системе «тормозная колодка - колесо» / Л.В. Балон, П.А. Коропец, В.В. Косаревский // Вестник РГУПС. - 2008. - № 3. - С. 33-42.

8. Балон, Л.В. Динамические характеристики рычажной тормозной системы в установившихся режимах / Л.В. Балон, П.А. Коропец, В.В. Косаревский // Вестник РГУПС. - 2009. - № 4. - С. 17-22.

9. Балон, Л.В. Выявление причин неравномерного нажатия тормозных колодок пассажирских вагонов / Л.В. Балон, В.В. Дубовик, В.В. Косаревский, И.А. Яицков // Перспективное тормозное оборудование для железнодорожного транспорта и метрополитена: Доклады 2-ой науч.-техн. конф. ассоциации АСТО (в честь 80-летия ОАО МТЗ «Трансмаш» и отечественного тормозостроения). - М.: АСТО, 2001. - С. 42-44.

10. Балон, Л.В. Причины неравномерного нажатия тормозных колодок пассажирских вагонов как фактора снижения безопасности движения поездов / Л.В. Балон, В.В. Дубовик, В.В. Косаревский // Межвуз. сб. науч. тр.: Экономические и технические науки. - Вып. 6. - Минеральные Воды: РГУПС, 2002.- С. 102-107.

11. Балон, Л.В. Исследование динамики рычажной тормозной системы пассажирского вагона в переходном процессе / Л.В. Балон, П.А. Коропец, В.В. Косаревский // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2009. - № 1. - С. 35-39.

12. Бахвалов, Ю.А. Динамические процессы в асинхронном тяговом приводе магистральных электровозов / Ю.А. Бахвалов, Г.А. Бузало, А.А. Зарифьян и др. - М.: Маршрут, 2006. - 374 с.

13. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов / Дж. Бендат, А. Пирсол. - М.: Мир, 1971. - 464 с.

14. Блохин, Е.П. Динамика поезда / Е.П. Блохин, Л.А. Манашкин. - М.: Транспорт, 1982. - 222 с.

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

16. Бородич, Ф.М. Фрикционные автоколебания, обусловленные деформированием шероховатостей контактирующих поверхностей / Ф.М. Бородич, И.В. Крюкова // Письма в ЖТФ. - 1997. - Том 23. - № 6.

17. Буше, Н.А. Трение, износ и усталость в машинах. Транспортная техника / Н.А. Буше. - М.: Транспорт, 1987. - 223 с.

18. Вагоны. Конструкция, теория и расчет / Под ред. Л.А. Шадура. - М.: Транспорт, 1980. - 439 с.

19. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. - М.: Наука, 1969. -576 с.

20. Вершинский, С.В. Динамика вагона / С.В. Вершинский, В.Н. Данилов, В.Д. Хусидов. - М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

21. Вибрации в технике: Справочник в 6 т./ Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.). - М.: Машиностроение, 1978. - Т. 1.- С. 93 - 94.

22. Вуколов, Л.А. Сравнительные фрикционные характеристики металлокерамических и полимерных композиционных тормозных колодок / Л. А. Вуколов, В. А. Жаров // Вестник ВНИИЖТ. - 1999. - № 4.- С. 19-24.

23. Вуколов, Л.А. Композиционные и металлокерамические тормозные колодки для железнодорожного подвижного состава / Л.А. Вуколов // Тяжелое машиностроение . - 2001. - № 4. - С. 62-67.

24. Вуколов, Л.А. Металлокерамические тормозные колодки для тягового подвижного состава / Л.А. Вуколов // Вестник ВНИИЖТ. - 2009. - № 5. -С. 13-15.

25. Вуколов, Л.А. Тормозные колодки повышенной работоспособности / Л.А. Вуколов // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2010. - № 2. - С. 37-41.

26. Вуколов, Л.А. Показатели работоспособности железнодорожного колеса при взаимодействии с тормозными колодками из полимерных композитов, металлокерамики и чугуна / Л.А. Вуколов, В.А. Жаров // Трение и износ. - 2008. - № 5. - С. 489-492.

27. Вуколов, Л.А. Новая тормозная колодка «Фритекс» - самая простая и надежная в мире / Л.А. Вуколов // Вагоны и вагонное хозяйство. - 2009. -№ 3. - С. 28-30.

28. Галай, Э.И. Тормозная эффективность пассажирских поездов / Э.И. Галай, П.К. Рудов // Современные проблемы машиноведения: Тр. Междунар. науч.-техн. конф. - Гомель, 2008. - С. 26-27.

29. Гарг, В.К. Динамика подвижного состава / В.К. Гарг, Р.В. Дуккипати. -М.: Транспорт, 1988. - 391 с.

30. Голубенко, А.Л. Фрикционные углерод-углеродные композиты для тормозных устройств подвижного состава / А.Л. Голубенко, В.Н.

Старченко, И.В. Гурин // BicH. Схщноукр. нац. ун-ту iM. В. Даля. -Луганск, 2006. - № 8 (102), Ч.2. - С. 256-261.

31. Гребенюк, П.Т. Справочник. Тяговые расчеты / П.Т. Гребенюк, А.Н. Долганов, А.И. Скворцова. - М.: Транспорт, 1987. - 272 с.

32. Гриб, В.В. Взаимосвязь динамики и износа трибосопряжений машин / В.В. Гриб // Трения и смазка в машинах и механизмах. - 2009. - № 1.- С. 34-38.

33. Гусев, А.С. Расчет конструкций при случайных воздействиях / А.С. Гусев, В.А. Светлицкий. - М.: Машиностроение, 1984. - 240 с.

34. Давиташвили, Н.С. Динамическое исследование плоского четырехзвенного механизма с зазорами / Н.С. Давиташвили, Г.С. Шарашенидзе // Сообщения АН ГССР. - 1981. - Т. 104. - № 3. - С. 681684.

35. Ефимов, Г.Б. Некоторые алгоритмы автоматизированного синтеза уравнений движения системы твердых тел / Г.Б. Ефимов, Д.Ю. Погорелов. - М.: Ин. прикл. матем. РАН, 1993. Препринт № 84.

36. Захаров, С.М. Контактно-усталостные повреждения колес грузовых вагонов / С.М. Захаров. - М.: Интекст, 2004. - 160 с.

37. Иноземцев, В.Г. Тормозное и пневматическое оборудование подвижного состава / В.Г. Иноземцев, И.В. Абашкин. - М.: Транспорт, 1984. - 340 с.

38. Иноземцев, В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава. - М.: Транспорт, 1979. - 424 с.

39. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог. - ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277. - М.: Трансинфо, 2002. - 160 с.

40. Инструкция по ремонту тормозного оборудования вагонов. - ЦВ-ЦЛ-945. - М.: Инпресс, 2003. - 129 с.

41. Интегрированный MEMS акселерометр от ANALOG DEVICES. http: //www.rlocman.ru/news/new.html?di=167.

42. Казаринов, В.М. Теоретические основы проектирования и эксплуатации тормозов / В.М. Казаринов, В.Г. Иноземцев, В.Ф. Ясенцев. - М.: Транспорт, 1968. - 400 с.

43. Казаринов, В.М. Расчет и исследование автотормозов / В.М. Казаринов, Б.Л. Карвацкий. - М.: Трансжелдориздат, 1961. - 232 с.

44. Карминский, Д.Э. Исследование композиционных колодок / Д.Э. Карминский, Л.В. Балон, И.М. Черняк // Сб. науч. тр. - Вып. 82. - Ростов н/Д: РИИЖТ, 1972. - С. 20-36.

45. Карминский, Д.Э. Надежность тормозных колодок / Д.Э. Карминский, Л.В. Балон, И.М. Черняк // Сб. науч. тр. - Вып. 82. - Ростов н/Д: РИИЖТ, 1972. - С. 36-48.

46. Колубаев, А.В. Генерация звука при трении скольжения / А.В. Колубаев, Е.А. Колубаев, И.Н. Вагин, О.В. Сизова // Письма в ЖТФ. - 2005. - том 31. - Вып. 19.

47. Коптовец, А.Н. Динамическая модель тормоза / А.Н. Коптовец // Научный вестник национального горного университета. -Днепропетровск, 2010. - № 2. - С. 64-67.

48. Косаревский, В.В. Математическая модель и методика исследования динамики рычажной тормозной системы в установившихся режимах / В.В. Косаревский, Л.В. Балон, П.А. Коропец // Вестник РГУПС.-2009.-№ 3.- С. 15-22.

49. Косаревский, В.В. Исследование причин неравномерного нажатия тормозных колодок пассажирских вагонов / В.В. Косаревский, Л.В. Балон, В.В. Дубовик // Безопасность движения на железнодорожном транспорте: правовые и технические аспекты: Труды науч.-практ. конф. -Ростов н/Д: РГУПС, 2002. - С. 95-99.

50. Косаревский, В.В. Особенности силового взаимодействия элементов рычажной системы пассажирского вагона / В.В. Косаревский // Вестник РГУПС. - 2008. - № 3. - С. 29-33.

51. Косаревский, В.В. Некоторые результаты экспериментальных исследований системы «тормозная передача - башмак - колодка -колесо» пассажирского вагона / В.В. Косаревский // Труды РГУПС. -Вып. 3. - Ростов н/Д: РГУПС, 2010. - С. 46-51.

52. Косаревский, В.В. Особенности силового взаимодействия элементов рычажной тормозной системы пассажирского вагона / В.В. Косаревский // Труды РГУПС. - Вып. 4. - Ростов н/Д: РГУПС, 2018. - С. 107-112.

53. Косаревский, В.В. Экспериментально-теоретическое исследование причин возникновения клиновидного износа тормозных колодок пассажирского вагона / В.В. Косаревский, Л.В. Балон // Вюник СНУ iм. В. Даля. - Луганск. - 2010. - Ч. 2. - № 5 (147). - С. 132-133.

54. Косаревский, В.В. Динамические характеристики рычажной тормозной системы в установившихся режимах / В.В. Косаревский, Л.В. Балон, П.А. Коропец // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2009. - № 4. - С. 17-22.

55. Косаревский, В.В. Теоретические и экспериментальные исследования динамических процессов рычажной передачи тормозной системы, протекающих при штатном торможении до полной остановки / В.В. Косаревский // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2019. - № 4. - С. 17-25.

56. Краснов, А.П. Полимерные антифрикционные, износостойкие самосмазывающиеся материалы и покрытия / А.П. Краснов, И.А. Грибанова и др. // Тяжелое машиностроение. - № 4. - 2001. - С. 63-68.

57. Крылов, В.И. Автоматические тормоза подвижного состава / В.И. Крылов, В.В. Крылов. - М.: Транспорт, 1983. - 360 с.

58. Крылов, В.И. Справочник по тормозам / В.И. Крылов, А.Н. Перов, А.К. Озолин, Н.Н. Климов. - М.: Транспорт, 1975. - 488 с.

59. Крылов, В.И. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава / В.И. Крылов, В.В. Крылов, В.Н. Ефремов, П.Т. Демушкин. - М.: Транспорт, 1989. - 487 с.

60. Лазарян, В.А. Динамика транспортных средств: Избранные труды / В.А. Лазарян. - Киев: Наукова думка, 1985. - 528 с.

61. Левенсон, Л.Б. Теория механизмов и машин / Л.Б. Левенсон. - М.: Машгиз, 1948. - С. 295-298.

62. Лилов, Л.К. Моделирование систем, связанных твердых тел / Л.К. Лилов. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1993. 272 с.

63. Меделяев, И.А. О природе граничного трения / И.А. Меделяев // Вестник машиностроения. - 2006. - № 8. - С. 37-46.

64. Механическая часть тягового подвижного состава / Под ред. И.В. Бирюкова. - М.: Транспорт, 1992. - 440 с.

65. Милн, В.Э. Численное решение дифференциальных уравнений / В.Э. Милн. - М.: ИЛ, 1955. - 291 с.

66. Нагруженность элементов конструкции вагона / Под ред. В.Н. Котуранова. - М.: Транспорт, 1991. - 300 с.

67. Основы трибологии / Под ред. А.В. Чичинадзе.- М.: Наука и техника, 1995.

68. Официальный сайт ОАО «ЗАВОД АТИ», Россия, г. Санкт-Петербург. http: //www.zavodati .ru/mdex.php?page_id= 152.

69. Павленко, А.П. Метод расчета областей существования фрикционных автоколебаний в тяговых приводах локомотивов / А.П. Павленко, П.А. Коропец // Труды, межвузовский тематический сборник, вып. 176. -Ростов н/Д: РИИЖТ, 1984. - С. 25-32.

70. Пановко, Я.Г. Введение в теорию механических колебаний / Я.Г. Пановко. - М.: Наука, 1980. - 272 с.

71. Парс, Л.А. Аналитическая динамика / Л.А. Парс. - М.: Наука, 1971. 636 с.

72. Патент 2073617 РФ, МПК B61H 7/02. Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства / Л.А. Вуколов, М.А. Киселев, О.И. Половнева и др. - № 93052114; заявл. 15.07.1993; опубл. 21.10.1995.

73. Патент 2120875 РФ, МПК В61Н 13/20. Тормозная рычажная передача двухосной тележки железнодорожного грузового вагона / А.С. Авакумов.

- № 97100540/28; заявл. 09.01.1997; опубл. 27.10.1998.

74. Патент 2122042 РФ, МПК С22С 37/10. Чугун для тормозных колодок / А.С. Коснарев, В.Ю. Попов, А.А. Котяшев и др. - № 97110768/02, заявл. 26.06.1997; опубл. 20.11.1998.

75. Патент 2169675 РФ, МПК В61Н 13/34, В61Н 7/04. Башмак неповоротный / А.С. Авакумов. - № 96117301/28; заявл. 23.08.1996; опубл. 27.06.2001.

76. Патент 2173646 РФ, МПК В61Н 13/20. Тормозная рычажная передача двухосной тележки железнодорожного грузового вагона / Е.Е. Поспелова.

- № 99105095/28; заявл. 15.03.1999; опубл. 20.09.2001.

77. Патент 2188347 РФ, МПК F16D 65/06, В61Н 1/00. Тормозная колодка, преимущественно железнодорожного транспортного средства / А.И. Ворончихин, И.А. Налев, В.Н. Бычков и др. - № 2001113414/28; заявл. 15.05.2001; опубл. 27.08.2002.

78. Патент 2199458 РФ, МПК В61Н 13/34. Триангель тормозной рычажной передачи / М.П. Гейлер, Н.А. Малых, А.А. Шенаурин и др. - № 2001101658/28; заявл. 17.01.2001; опубл. 27.02.2003.

79. Патент 2381934 РФ, МПК В61Н 7/02. Биметаллическая вагонная тормозная колодка/Ф.С. Темников, Ю.Ф. Темников, В.Г. Рейнгард.-№ 2008132210/11; заявл. 04.08.2008; опубл. 20.02.2010.

80. Патент 2386561 РФ, МПК В61Н 7/02, F16D 65/04, В61Н 1/00, F16D 69/02. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства / А.И. Ворончихин, И.А. Налев, В.Н. Бычков и др. - № 2008110136/11; заявл. 19.03.2008; опубл. 27.09.2009.

81. Патент 2390450 РФ, МПК В61Н 13/00. Тормозная рычажная передача железнодорожного транспортного средства / К.В. Башкиров, К.Н. Болотов, Д.В. Палатов и др. - № 2008147629/11; заявл. 02.12.2008; опубл. 27.05.2010.

82. Погорелов Д.Ю. Введение в моделирование динамики систем тел / Д.Ю. Погорелов. - Брянск: БГТУ, 1997. 156 с.

83. Правила эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог государств-участников Содружества, Латвии, Литвы и Эстонии / ФГУП ВНИИЖТ МПС России. - М., 2003. - 183 с.

84. Пронников, А.С. Надежность машин / А.С. Пронников. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

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

86. Розенфельд, В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория электрической тяги / В.Е. Розенфельд, И.П. Исаев, Н.Н. Сидоров. - М.: Транспорт, 1983. -328с.

87. Рубцов, В.Е. Пластическая деформация и квазипериодические колебания в трибологической системе / В.Е. Рубцов, А.В. Колубаев // Журнал технической физики. - 2004. - Том 74. - Вып. 11.

88. Светлицкий, В.А. Случайные колебания механических систем / В.А. Светлицкий. - М.: Машиностроение, 1976. - 216 с.

89. Сергеев, В.И. Об одной модели механизмов с зазорами / В.И. Сергеев, К.М. Юдин // Машиноведение. - 1970. - № 5. - С. 28-32.

90. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. - СПб.: Питер, 2003. - 608 с.

91. Сергиенко, В.П. Вибрация и шум в тормозных системах мобильных машин. Ч. 1. Экспериментальные методы исследования / В.П. Сергиенко // Трение и износ. - 2008. - Т. 29. - № 3. - С. 306-314.

92. Сергиенко, В.П. Вибрация и шум в тормозных системах мобильных машин. Ч. 1. Теоретические методы исследования / В.П. Сергиенко, С.Н. Бухаров // Трение и износ. - 2009. - Т. 30. - № 3. - С. 296-310.

93. Соколов, М.М. Динамическая нагруженность вагона / М.М. Соколов, В.Д. Хусидов, Ю.Г. Минкин. - М.: Транспорт, 1981. - 206 с.

94. Туркин, А.В. Анализ нагруженности шарнирных соединений тормозной рычажной передачи грузового вагона / А.В. Туркин, О.В. Черепов // Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития / УрГУПС. -Екатеринбург, 2008. - С. 221-222.

95. Ушкалов, В.Ф. Статистическая динамика рельсовых экипажей / В.Ф. Ушкалов, Л.М. Резников, С.Ф. Редько. - Киев: Наукова думка, 1982.-360 с.

96. Черняк, И.М. Исследование механических автоколебаний в узлах трения тормозов подвижного состава: автореф. дис. ... канд. техн. наук / И.М. Черняк. - Ростов н/Д, 1966. - 20 с.

97. Черняк, И.М. Экспериментальное исследование фрикционных автоколебаний тормозных колодок подвижного состава / И.М. Черняк // Вопросы теории и конструкции локомотивов. - Тр. РИИЖТ. - Вып. 44. -С. 33-45.

98. Шарашенидзе, Г.С. Анализ динамической точности тормозной рычажной передачи с зазорами грузовых вагонов / Г.С. Шарашенидзе, Т.Д. Григорашвили, С.Г. Шарашенидзе // Вестник РГУПС. - 2004. - № 4. - С. 48-50.

99. Шарашенидзе, Г.С. Анализ динамики тормозной рычажной передачи вагона с учетом зазоров в шарнирных соединениях / Г.С. Шарашенидзе,

B.В. Косаревский, С.Г. Шарашенидзе // Вестник РГУПС. - 2005. - № 1. -

C. 42-47.

100.Шелофаст, В.В. Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст. - М.: Изд-во АПМ, 2000. - 472 с.

101. Шилен, В. Динамика систем твердых тел / В. Шилен // В сб.: Динамика высокоскоростно-го транспорта; Под ред. Т.А. Тибилова. - М.: Транспорт, 1988. С. 32-39.

102.Эхлерс, Х.-Р. Потенциал и пределы возможностей колодочного тормоза / Х.-Р. Эхлерс и др. // Железные дороги мира. - 2004. - № 4. - С. 23-28.

103.Яицков, И.А. Моделирование динамических процессов рычажной передачи тормозной системы пассажирских вагонов при торможении / И.А. Яицков, В.В. Косаревский // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Выпуск 10. - Тула: 2019. С. 457-465.

104.Яицков, И.А. Моделирование динамики рычажной передачи тормозной системы в процессе торможения на участке пути, имеющему неровности (на примере пассажирского вагона) / И.А. Яицков, В.В. Косаревский // Вестник Донского государственного технического университета. - 2020. — Т. 20, №1. — С. 36-41. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2020-20-1-36-41.

105.Botwright, N. Interection of vehicle and track / N. Botwright // Railway Engineering Journal. - 1979, v. 8. - Р. 31-38.

106.Brouniarec, C.A. Dynamic stability of an elastic parallelogram linkage / C.A. Brouniarec, G.N. Sandоr // Nonlinear Vibrat. Probl. - 1971. - N12. - Р. 315325.

107.Davitashvili, N. Dynamic analisis of a level bracing system of railcars taking into account clearances and impacts in kinematic pairs / N. Davitashvili, G. Sharashenidze // Problems of Applied Mechanics. Tbilisi. - 2004. - № 3 (16). - P. 7-19.

108.Kreuzer E. Generation of symbolic equations of motion of multibody systems / Kreuzer E. // Computerized symbolic manipulations in mechanics. Springer Werlag, 1994. P. 1-67.

109.Multiboby systems handbook / W. Schiehlen (editor). Berlin: Springer, 1991.

110.Fisette, P. Dynamic behavior comparison between bogies: rigid or articulated frame, wheelset or independent wheels / P. Fisette, K. Lipinski, J.C. Samin // The dynamics of vehicles on roads and on tracks: Vehicle System Dynamics Supplement 25 (1996). P.152-174.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

УТВЕРЖДАЮ

Главный инженер СевероКавказского филиала АО «Федеральная пассажирская компания»

А О. Алиев «- rft/x С. 2019 г.

^ 'о _ ^ Л . Л

ТЕХНИЧЕСКИЙ АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящий акт составлен в том, что сотрудниками ФГБОУ ВО РГУПС к.т.н., доцентом Яицковым И.А., доцентом Косаревским В.В. разработаны и внедрены в структурных подразделениях Северо-Кавказского филиала АО «Федеральная пассажирская компания» рекомендации по:

- совершенствованию конструкции рычажных передач тормозных систем пассажирских вагонов, в том числе с раздельным потележечным торможением и конструкции подвески башмака по схеме параллелограмма;

изменению конструкции тормозных колодок, включающие использование тормозных колодок с сетчато-проволочным каркасом или со вставками из материала, содержащего шаровидный графит;

совершенствованию технического обслуживания, ремонта и модернизации рычажной передачи тормозной системы, включающие: систему регулировки рычажной передачи, которая обеспечить область оптимального угла подвешивания тормозной колодки, установку в шарнирные соединения крепления поворотного башмака втулки, обладающей повышенной долговечностью и вибропоглощающей способностью, шлифовку валиков и уменьшение допускаемых зазоров в шарнирных соединениях рычажной передачи, в частности, за счет использования современных антифрикционных материалов для втулок.

Ожидаемый экономический эффект может быть определен после широкого внедрения разработанных рекомендаций.

УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе

От ФГБОУ ВО РГУПС

Декан факультета

«Электромеханический»,

ведущий научный/обтрудник НПЦ ОТ

ОНИИШ4ИЧ, кЖн., доцент,

/ И.А. Яицков

Доцент кафедры «Вагоны и вагонное \и ткгво»

От Северо-Кавказского филиала АО «Федеральная пассажирская компания»

Начальник производственно-технического отаела

Е.В. Михнев

В.В. Косаревский