Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек
По результатам теоретических исследований динамических качеств полувагонов нового поколения с увеличенной до 245 кН нагрузкой на ось дана оценка эффективности их эксплуатации с тележками новых конструкций на железных дорогах колеи 1520 мм....
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2009
|
| Назва видання: | Техническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103943 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек / В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий, И.Ю. Малышева, И.А. Мащенко, Л.С. Заславский, А.А. Радзиховский, П. Вайк // Техническая механика. — 2009. — № 3. — С. 26-30. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-103943 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1039432016-06-28T03:02:18Z Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. Малышева, И.Ю. Мащенко, И.А. Заславский, Л.С. Радзиховский, А.А. Вайк, П. По результатам теоретических исследований динамических качеств полувагонов нового поколения с увеличенной до 245 кН нагрузкой на ось дана оценка эффективности их эксплуатации с тележками новых конструкций на железных дорогах колеи 1520 мм. За результатами теоретичних досліджень динамічних якостей піввагонів нового покоління із збільшеним до 245 кН навантаженням на вісь дана оцінка ефективності їх експлуатації з візками нових конструкцій на залізницях колії 1520 мм. Based on the results of theoretical studies on the dynamic performance of new generation gondola cars with an increased (up to 245 kN) axial load an estimation of the efficiency of their operation with trucks of new constructions on railways with 1520 mm track gauge is given. 2009 Article Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек / В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий, И.Ю. Малышева, И.А. Мащенко, Л.С. Заславский, А.А. Радзиховский, П. Вайк // Техническая механика. — 2009. — № 3. — С. 26-30. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1561-9184 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103943 629.4:625.242 ru Техническая механика Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
По результатам теоретических исследований динамических качеств полувагонов нового поколения с увеличенной до 245 кН нагрузкой на ось дана оценка эффективности их эксплуатации с тележками новых конструкций на железных дорогах колеи 1520 мм. |
| format |
Article |
| author |
Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. Малышева, И.Ю. Мащенко, И.А. Заславский, Л.С. Радзиховский, А.А. Вайк, П. |
| spellingShingle |
Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. Малышева, И.Ю. Мащенко, И.А. Заславский, Л.С. Радзиховский, А.А. Вайк, П. Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек Техническая механика |
| author_facet |
Ушкалов, В.Ф. Мокрий, Т.Ф. Малышева, И.Ю. Мащенко, И.А. Заславский, Л.С. Радзиховский, А.А. Вайк, П. |
| author_sort |
Ушкалов, В.Ф. |
| title |
Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек |
| title_short |
Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек |
| title_full |
Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек |
| title_fullStr |
Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек |
| title_full_unstemmed |
Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек |
| title_sort |
сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кн при использовании разных типов тележек |
| publisher |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103943 |
| citation_txt |
Сравнительный анализ динамических показателей полувагонов нового поколения с нагрузкой от оси на рельсы 245 кН при использовании разных типов тележек / В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий, И.Ю. Малышева, И.А. Мащенко, Л.С. Заславский, А.А. Радзиховский, П. Вайк // Техническая механика. — 2009. — № 3. — С. 26-30. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Техническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT uškalovvf sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek AT mokrijtf sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek AT malyševaiû sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek AT maŝenkoia sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek AT zaslavskijls sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek AT radzihovskijaa sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek AT vajkp sravnitelʹnyjanalizdinamičeskihpokazatelejpoluvagonovnovogopokoleniâsnagruzkojotosinarelʹsy245knpriispolʹzovaniiraznyhtipovteležek |
| first_indexed |
2025-07-07T14:35:28Z |
| last_indexed |
2025-07-07T14:35:28Z |
| _version_ |
1836999171721134080 |
| fulltext |
26
УДК 629.4:625.242
В. Ф. УШКАЛОВ, Т. Ф. МОКРИЙ, И. Ю. МАЛЫШЕВА, И. А. МАЩЕНКО,
Л. С. ЗАСЛАВСКИЙ, А. А. РАДЗИХОВСКИЙ, П. ВАЙК
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ПОЛУВАГОНОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ С НАГРУЗКОЙ ОТ ОСИ НА
РЕЛЬСЫ 245 КН ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗНЫХ ТИПОВ ТЕЛЕЖЕК
По результатам теоретических исследований динамических качеств полувагонов нового поколения с
увеличенной до 245 кН нагрузкой на ось дана оценка эффективности их эксплуатации с тележками новых
конструкций на железных дорогах колеи 1520 мм.
За результатами теоретичних досліджень динамічних якостей піввагонів нового покоління із збіль-
шеним до 245 кН навантаженням на вісь дана оцінка ефективності їх експлуатації з візками нових конс-
трукцій на залізницях колії 1520 мм.
Based on the results of theoretical studies on the dynamic performance of new generation gondola cars with
an increased (up to 245 kN) axial load an estimation of the efficiency of their operation with trucks of new con-
structions on railways with 1520 mm track gauge is given.
Необходимость увеличения скоростей движения грузовых поездов и объ-
емов железнодорожных перевозок требует совершенствования парка отече-
ственных грузовых вагонов, которое, в частности, связано с изменением кон-
струкции их ходовых частей.
В данной работе приведены результаты теоретических исследований по
оценке показателей динамических качеств полувагонов нового поколения (с
увеличенной до 245 кН нагрузкой от оси на рельсы), оборудованных тележ-
ками перспективных конструкций модели 18-4129 (разработка Украины) и
ICG Motion Control (совместная разработка Украины и США), которые соз-
даны для использования на железных дорогах колеи 1520 мм. Выполнено
сопоставление этих показателей с аналогичными показателями типового по-
лувагона с серийными тележками модели 18-100 (нагрузка от оси на рельсы
230 кН) и с экспериментальными данными [1] для полувагонов нового поко-
ления УВЗ (нагрузка от оси на рельсы 245 кН) с тележками модели 18-579
(Россия) в двух вариантах исполнения (УВЗ-1 и УВЗ-2). Конструкции теле-
жек модели 18-4129 и ICG Motion Control отличаются от серийной тележки
модели 18-100 тем, что имеют боковые упругие скользуны постоянного кон-
такта вместо жестких скользунов с зазорами, усовершенствованные системы
демпфирования колебаний вагона, адаптеры в буксовых узлах. Тележка мо-
дели 18-4129, кроме того, имеет рессорное подвешивание с билинейной ха-
рактеристикой, а также дополнительные диагональные связи между боковы-
ми рамами. Влияние параметров диагональных связей на динамические каче-
ства полувагона и износ колес подробно рассмотрено в работе [2].
Исследовалось движение вагонов по прямым участкам пути со скоростя-
ми до 140 км/ч. Расчетное входное возмущение построено с учетом записей
путеизмерителей на участках железнодорожных путей Украины и состояния
пути испытательного полигона на Северном Кавказе (Россия). Полагалось,
что колеса рассматриваемых экипажей имеют стандартный профиль обода с
толщиной гребня 33 мм у неизношенных колес, 29 мм – у среднеизношен-
ных.
Результаты расчетов и сравнения с экспериментальными данными при-
ведены на рис. 1, 2 (для порожних вагонов) и рис. 3, 4 (для груженых). На
В.Ф. Ушкалов, Т.Ф. Мокрий, И.Ю. Малышева, И.А. Мащенко,
Л.С. Заславский, А.А. Радзиховский, П. Вайк, 2009
Техн. механика. – 2009. – № 3.
27
0
0,2
0,4
0,6
0,8
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
gzП ,&&
0
0,2
0,4
0,6
0,8
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
ДКK
Рис. 1
0
0,2
0,4
0,6
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
gyП ,&&
0
0,2
0,4
0,6
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
gyП ,&&
0
0,2
0,4
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
0/ PH P
0
0,2
0,4
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
0/ PH P
0
4
8
12
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
мрад,TB
0
4
8
12
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
мрад,TB
а) б)
Рис. 2
28
0
0,2
0,4
0,6
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
gzП ,&&
0
0,2
0,4
0,6
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
ДКK
Рис. 3
0
0,2
0,4
0,6
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
gyП ,&&
0
0,2
0,4
0,6
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
gyП ,&&
0
0,2
0,4
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
0/ PH P
0
0,2
0,4
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
0/ PH P
0
4
8
12
16
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
мрад,TB
0
4
8
12
16
40 60 80 100 120 140 V , км/ч
мрад,TB
а) б)
Рис. 4
29
всех рисунках маркеры в обозначениях линий соответствуют: «залитый
ромб» – полувагону с тележками модели 18-4129, «залитый квадрат» – полу-
вагону с тележками модели ICG Motion Control, «залитый треугольник» – ти-
повому полувагону с серийными тележками модели 18-100. Горизонтальны-
ми линиями на рисунках показаны установленные нормами уровни допусти-
мых значений показателей для «отличного» (штриховые линии) и «хороше-
го» (пунктирные линии) хода вагона, а также предельно допустимых значе-
ний (сплошные линии). На рис. 1, 3 приведены нормируемые показатели ко-
лебаний вагона в вертикальном направлении (вертикальные ускорения пят-
ников кузова Пz&& в долях ускорения свободного падения g и коэффициент
вертикальной динамики кузова КДК), на рис. 2, 4 – нормируемые (горизон-
тальные поперечные ускорения пятников кузова
oy&& в долях ускорения сво-
бодного падения g и рамные силы HP в долях осевой нагрузки P0) и ненор-
мируемые (углы поворота тележки относительно кузова при вилянии bŠ) по-
казатели колебаний вагона в горизонтальном направлении. Как показали ре-
зультаты расчетов, износ колес практически не оказывает влияние на дина-
мические показатели в вертикальной плоскости, поэтому на рис. 1, 3 приве-
дены результаты только для вагонов с неизношенными колесами, а на рис. 2,
4 – для вагонов как с неизношенными (рис. 2а, 4а), так и со среднеизношен-
ными (рис. 2б, 4б) колесами.
Как видим, значения вертикальных ускорений пятников кузова Пz&&
(см. рис. 1, 3) при скоростях движения ниже 120 км/ч для порожних и
100 км/ч для груженых полувагонов нового поколения не превышают допус-
тимых значений для «отличного» хода вагона, а при более высоких скоростях
(соответственно до 130 км/ч и 140 км/ч включительно) – для «хорошего» хо-
да вагона и находятся, в основном, ниже уровня ускорений пятников кузова
типового полувагона.
Значения коэффициентов вертикальной динамики кузова КДК (рис. 1, 3)
порожних полувагонов нового поколения ниже в 1,5 – 2 раза, чем у типового
полувагона, и во всем рассмотренном диапазоне скоростей движения не пре-
вышают допустимого уровня, а при скоростях, меньших 120 км/ч – уровня
для «отличного» хода вагона. Коэффициенты КДК груженых полувагонов но-
вого поколения в диапазоне скоростей движения до 140 км/ч включительно
не превышают уровеня, соответствующего «отличному» ходу вагона, и их
значения находятся, в основном, ниже анализируемого показателя для серий-
ного полувагона.
Таким образом, по показателям в вертикальной плоскости оба полуваго-
на с тележками новых конструкций лучше типового полувагона.
Горизонтальные поперечные ускорения пятников кузова Пy&& полуваго-
нов нового поколения в заданном диапазоне скоростей движения независимо
от износа колес (рис. 2, 4) не превышают допустимого уровня для «хороше-
го» хода у порожних вагонов, допустимого уровня у груженых и существен-
но ниже Пy&& типового полувагона при скоростях выше 100 км/ч в случае не-
изношенных колес и 80 км/ч в случае среднеизношенных. Во всем рассмот-
ренном диапазоне скоростей движения этот показатель у полувагонов с те-
лежками модели 18-4129 ниже, чем у полувагонов с тележками модели ICG
Motion Control, особенно в груженом состоянии.
30
Значения рамных сил НР в долях статической нагрузки Р0 в тележках по-
лувагонов нового поколения (рис. 2, 4) с неизношенными или среднеизношен-
ными колесами при всех скоростях движения из расчетного диапазона значи-
тельно ниже допустимого уровня для «отличного» хода вагона, причем у гру-
женого полувагона с тележками модели 18-4129 этот показатель ниже, чем при
использовании тележек модели ICG Motion Control. Отметим, что при низких
скоростях движения значения НР/Р0 в тележках полувагонов нового поколения
могут быть несколько выше (на 15 – 20 %), чем у типового полувагона, но при
более высоких скоростях они значительно ниже (в 2 – 4 раза).
Наряду с нормируемыми показателями оценивался также угол поворота
тележки относительно кузова при вилянии ВТ (рис. 2, 4), по которому можно
судить об устойчивости экипажа. Как видим, значения ВТ у полувагонов но-
вого поколения с тележками моделей 18-4129 и ICG Motion Control сущест-
венно меньше, чем у типового полувагона (особенно у порожнего). Следова-
тельно, и устойчивость у этих полувагонов значительно выше, особенно за-
метно при использовании тележек модели 18-4129.
На рис. 2а, 4а нанесены также экспериментальные данные для полуваго-
нов нового поколения УВЗ с тележками модели 18-579 в вариантах УВЗ-1 и
УВЗ-2 (пунктирные линии соответственно с маркерами «залитый кружок» и
«прозрачный кружок»). Сравнение с этими данными прогнозных оценок по-
казателей динамических качеств полувагонов нового поколения с тележками
моделей 18-4129 и ICG Motion Control свидетельствует о явном преимущест-
ве последних, особенно при скоростях движения выше 100 км/ч.
На основании выполненных расчетов и сравнительных оценок можно
сделать следующие выводы относительно эффективности использования в
полувагонах нового поколения с повышенной осевой нагрузкой тележек мо-
делей 18-4129 и ICG Motion Control.
1. По динамическим качествам полувагоны нового поколения (нагрузка
от оси на рельсы 245 кН) с тележками моделей 18-4129 и ICG Motion Control
имеют явное преимущество перед типовым полувагоном с серийными те-
лежками модели 18-100, а также полувагоном нового поколения УВЗ с те-
лежками модели 18-579, особенно при высоких скоростях движения.
2. Износ колес (до среднеизношенного состояния) мало сказывается на
динамических показателях полувагонов с тележками новых конструкций.
3. Полувагоны с тележками моделей 18-4129 и ICG Motion Control могут
эксплуатироваться на железных дорогах колеи шириной 1520 мм со скоро-
стями до 120 км/ч включительно. При этом движение полувагонов с неизно-
шенными или среднеизношенными стандартными колесами будет устойчи-
вым, а максимальные уровни показателей их динамических качеств на пути
хорошего состояния, в основном, не превысят допустимых значений для «хо-
рошего» хода вагона.
1. Ромен Ю. С. Динамические качества грузовых вагонов на тележках с осевыми нагрузками до 25 тс /
Ромен Ю. С., Заверталюк А. В., Коваленко А. В. // Вестник ВНИИЖТ. – 2006. – № 1. – С. 21 – 26.
2. Ушкалов В. Ф. Оценка влияния параметров диагональных связей между боковыми рамами перспек-
тивной тележки на показатели динамических качеств полувагона нового поколения / В. Ф. Ушкалов,
Т. Ф. Мокрий, И. Ю. Малышева, И. А. Мащенко // Техническая механика. – 2009. – № 2. – С. 3 – 10.
Институт технической механики Получено 24.09.09,
НАН Украины и НКА Украины, в окончательном варианте 24.09.09
Днепропетровск
|