Совершенствование ремонта гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Сирин, Андрей Викторович

• Сирин, Андрей Викторович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сирин, Андрей Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Краткий обзор и анализ исследований в области эксплуатации гидравлических гасителей колебаний.

1.2. Постановка задачи и метод ее решения.

2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ШТОКОВ И НАПРАВЛЯЮЩИХ ВТУЛОК ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.

2.1. Определение рабочего диапазона штока в эксплуатации.

2.2. Анализ износа штоков и направляющих втулок гидравлических гасителей колебаний, поступающих в ремонт.

2.3. Выводы.

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ.

3.1. Разработка математической модели работы гидравлического гасителя колебаний.

3.2. Оценка адекватности описания математической моделью работы реального гидравлического гасителя колебаний.

3.3. Выводы.

4. МЕТОДИКА СЕЛЕКТИВНОГО ПОДБОРА ПАРЫ ШТОК -НАПРАВЛЯЮЩАЯ ВТУЛКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ.

4.1. Оценка влияния износов элементов гидравлического гасителя колебаний на его параметр сопротивления.

-34.2. Методика селективного подбора пары шток-направляющая.

4.3. Выводы.

5. РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование ремонта гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов»

Актуальность работы. Увеличение срока службы подвижного состава и снижение затрат на его ремонт требует решения задачи по снижению динамической нагруженности вагонов в эксплуатации, параметры которой существенно зависят от работоспособности гидравлических гасителей колебаний, установленных в рессорном подвешивании пассажирских вагонов.

Опыт эксплуатации гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов показывает, что из-за конструктивных особенностей и неудовлетворительной работы системы уплотнения наблюдается интенсивное изнашивание штока и направляющей втулки. В результате увеличивается выше допустимого кольцевой зазор шток - направляющая втулка. Это приводит к снижению параметра сопротивления или полному отказу гасителей колебаний при сравнительно малой наработке. В связи с этим тратятся большие силы и средства для поддержания гидравлических гасителей колебаний в работоспособном состоянии. Поэтому имеют актуальность исследования направленные на совершенствование ремонта гидравлических гасителей колебаний.

В диссертации на основе анализа износов штоков и направляющих втулок и математического моделирования работы гидравлического гасителя колебаний предложена методика селективного подбора пары шток -направляющая втулка.

Цель работы. Научное обоснование и определение параметров размерных групп для селективного подбора пары шток - направляющая втулка гидравлических гасителей колебаний.

Научная новизна.

На основе теории энергетических аналогий и теории графов разработана уточненная математическая модель работы гидравлического гасителя колебаний пассажирских вагонов.

Изучено распределение износа штока гидравлического гасителя колебаний по его длине.

Определены параметры размерных групп для селективного подбора пар шток - направляющая втулка гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов.

Практическая ценность.

Предложенная математическая модель позволяет исследовать влияние износов элементов гидравлического гасителя колебаний на его работоспособность.

Селективный подбор пары шток - направляющая втулка гидравлического гасителя колебаний повышает эффективность ремонта гасителей колебаний и увеличивает срок службы штоков и направляющих втулок.

Реализация работы.

Исследования проводились в рамках решения задачи по снижению эксплуатационных расходов на Свердловской железной дороге. Ожидаемый экономический эффект составляет 5 млн. руб. на 1000 вагонов в год в ценах 1999г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на: научно-технической конференции УрГАПС "Фундаментальные и прикладные исследования - транспорту", Екатеринбург, 1995 г; научно-технической конференции УрГАПС "Фундаментальные и прикладные исследования - транспорту", посвященной 40-летию УрГАПС, Екатеринбург, 1996 г; научно-технической конференции УрГАПС "Железнодорожный транспорт сегодня и завтра", посвященной 120-летию Свердловской железной дороги, Екатеринбург, 1998 г; заседаниях кафедры «Вагоны» УрГАПС, 1996 - 1999г.г.; научно - техническом совете Уральского конструкторского бюро вагоностроения ГПО «Уралвагонзавод», 1999г; научно - техническом совете УО ВНИИЖТ, 1999г. Публикации. Основные научные результаты работы опубликованы в 4 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Материал диссертационной работы изложен на 109 страницах машинописного текста, 52 рисунка, 12 таблиц, 69 наименований использованных источников.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Сирин, Андрей Викторович

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследовано распределение межосевого расстояния гасителя колебаний в эксплуатации. Рабочий диапазон штока в эксплуатации расположен на расстоянии 93,13 - 183,07 мм от поверхности поршня.

2. Исследовано распределение износа штоков гасителя колебаний при деповском ремонте. Установлено, что наиболее изнашиваемая область штока, расположена на расстоянии 130ч-150 мм от поверхности поршня. Около 25% штоков гасителей колебаний имеют величину диаметра штока менее 47,93 мм (допускаемая величина при выпуске из деповского ремонта). Анализ отклонения формы штока от цилиндрической показал, что более 60% штоков имеет седлообразный износ.

3. Определен характер распределения диаметра направляющей втулки. Распределение близко к нормальному. Установлено, что около 30% направляющих имеют диаметр выше 48,06 мм (допустимый при выпуске из деповского ремонта).

4. На основе теории энергетических аналогий и теории графов разработана уточненная математическая модель гидравлического гасителя колебаний, учитывающая износы его элементов. Составлен алгоритм решения уравнений уточненной математической модели гидравлического гасителя колебаний. Разработано программное обеспечение, реализующее полученный алгоритм на персональном компьютере. Расхождение результатов численного моделирования с результатами экспериментальных исследований составляет не более 8 %.

5. Изучена зависимость параметра сопротивления гидравлического гасителя колебаний пассажирских вагонов от износов его элементов.

-926. Определены количество и параметры размерных групп штоков и направляющих втулок для селективного подбора пары шток - направляющая втулка.

7. Разработан комплект калибров для сортировки на размерные группы штоков и направляющих втулок гасителей колебаний, поступающих в деповской ремонт.

8. Предложен способ ремонта штоков и направляющих втулок, отбракованных при селективном подборе.

9. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии селективной сборки пары шток - направляющая втулка гидравлического гасителя колебаний пассажирских вагонов составит 5 млн. руб. в год на 1000 вагонов в ценах 1999г.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сирин, Андрей Викторович, 1999 год

1. Челноков И.И., Вишняков Б.И., Гарбузов В.М., Эстлинг A.A. Гасители колебаний вагонов. М.: Трансжелдориздат, 1963. - 176 с. с ил.

2. Челноков. И.И., Левит Г.М., Левков Г.В. Влияние характера сопротивления гидравлических гасителей колебаний и несимметричности гашения на ходовые качества вагона. //Межвузовский сборник трудов "Динамика вагонов"./ Л., ЛИИЖТ, - 1978. с.8.

3. Челноков. И.И., Эстлинг A.A., Марченко В.К. Влияние гидравлических гасителей колебаний на ходовые качества сочлененного трамвайного вагона. //Межвузовский сборник трудов "Динамика вагонов"/ Л., ЛИИЖТ.- 1978, с.8.

4. Гарбузов В.М. Основы гидромеханики жидкостных гасителей колебаний вагонов. //Сборник трудов ЛИИЖТ. Рессорное подвешивание вагонов. Вып. 215/ Под общей редакцией И. И. Челнокова. Л., ЛИИЖТ. -1964. с. 62-78.

5. Гарбузов В.М. Оценка работоспособности гидравлических гасителей колебаний вагонов. //Сборник трудов ЛИИЖТ. Рессорное подвешивание вагонов. Вып. 215/ Под общей редакцией И. И. Челнокова. -Л., ЛИИЖТ. 1964. с. 128 - 141.

6. Гарбузов В.М. Метод расчета и оценки работоспособности гидравлических гасителей колебаний вагонов: Дисс. канд. техн. наук. Л. 1963.-140 с.

7. Мальцев A.A. Выбор и расчет клапанных систем гидравлических гасителей колебаний рессорного подвешивания пассажирских вагонов: Дисс. канд. техн. наук. Л., 1969. - 195с.

8. Варава В.И., Левит Г.М., Хрипунов В.Н. Стенд для испытания гасителей колебаний. // Железнодорожный транспорт. 1991. - №11. -с. 61.

9. Варава В.И., Левит Г.М., Хрипунов В.Н. Стендовый контроль гидрогасителей вагонов и локомотивов. // Железнодорожный транспорт. -1992. №2. -с. 44-45.

10. Варава В.И., Левит Г.М. Испытание гидрогасителей методом затухающих колебаний. //Сборник научных трудов "Динамика вагонов"./ -Санкт-Петербург., ПИИТ, 1993. с.4.

11. Мальцев A.A. Исследование рабочих жидкостей для гасителей колебаний Калининского вагоностроительного завода. //Сборник трудов ЛИИЖТ. Рессорное подвешивание вагонов. Вып. 215/ Под общей редакцией И. И. Челнокова. Л., ЛИИЖТ,- 1964. с. 79 - 86.

12. Мальцев A.A., Г.М. Левит. О рабочей жидкости гасителей колебаний //Сборник трудов ЛИИЖТ. Динамика вагонов. Вып. 337/ Под общей редакцией И. И. Челнокова. Л., ЛИИЖТ.- 1972. с. 43 -47.

13. Шашков H.A. Исследование работоспособности гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов в эксплуатации. Дисс. канд. техн. наук.-Л., 1967.-116 с.

14. Челноков. И.И. Гидравлические гасители колебаний пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1975. - 72 с.

15. Соколов М.М., Варава В.И., Левит Г.М. Гасители колебаний подвижного состава: Справочник. М.: Транспорт. 1985. - 216 с.

16. Варава В.И., Левит Г.М. Проблемы демпфирования вагонов и локомотивов. // Железнодорожный транспорт. 1987. - №2. -с. 62 - 64.

17. Разработка новой схемы демпфирования вагонов метрополитена. Отчет о НИР/ ЛИИЖТ № 01828061143. Л., 1983. - 175 с.

18. Исследования по созданию перспективной конструкции гидрогасителя для тележки пассажирских вагонов: Отчет о НИР (заключительный) /ВНИИВ; Руководитель Б.С. Завт № ГР 01820084767; Инв № 3065. -М„ 1986. -81 с.

19. Завт Б.С., Златовратский О.Д., Коваль В.В., Саленик В.В Новые гасители колебаний. // Железнодорожный транспорт. 1988. - №6. -с. 35 -36.

20. Левит Г.М. Исследования работоспособности горизонтального гидравлического гасителя колебаний пассажирского вагона.: Дисс. канд. техн. наук.-Л. 1981. 133 с.

21. Бачурин Н.С. Повышение надежности гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов на основе применения сильфонных уплотнений. Дисс. канд. техн. наук. Л. 1983., - 126 с.

22. Повышение надежности гидравлических гасителей колебаний пассажирских вагонов на основе применения сильфонных уплотнений: Отчет о НИР/ УЭМИИТ. № 01850047546, - Свердловск ,1985 - 54 с.

23. Бачурин Н.С., Романов В.Н. К вопросу о работоспособности гидравлических гасителей колебаний// Повышение надежности, совершенствование технического обслуживания и ремонта вагонов. Межвуз. сб. науч. тр./ Свердловск, 1989, с. 109 113 .

24. Романов В.Н. Расчетно-экспериментальная методика прогнозирования долговечности сильфонных уплотнений гидравлических гасителей колебаний вагонов/ Урал, электромех. ин-т инж. ж-д. трансп,-Екатеринбург, 1992,- Юс. Деп. В ЦНИИТЭ МПС 26.02.92,№ № 5721.

25. Дербаремдикер А.Д. Испытание конструкции и изучение работы телескопических амортизаторов. //Труды Всесоюзного научно-технического совещания по подвескам автомобиля/ НАМИ, 1959.

26. Дербаремдикер А.Д. Исследование характеристики калиброванных отверстий амортизатора. //Автомобильная промышленность/. 1961. - №7.

27. Дербаремдикер А. Д. Определение габаритных размеров телескопических амортизаторов. // Автомобильная промышленность /. -1958,-№8.

28. Дербаремдикер А. Д. Расчет дросселирующих систем гидравлических амортизаторов. // Автомобильная промышленность /. 1960. №2.

29. Скиндер И.Б., Лиэпе Ю.А., Дербаремдикер А.Д. Телескопические амортизаторы грузовых автомобилей ЗИЛ //Автомобильная промышленность/. 1960. - №10.

30. Графский O.A. Анализ системы ремонта гидравлических гасителей колебаний вагонов на локомотиво-вагоноремонтных предприятиях Октябрьской железной дороги. //Межвузовский сборник трудов "Динамика вагонов"/ Л., ЛИИЖТ, 1978. - с.5.

31. Евгенюк А. А, Левит Г.М., Хрипунов В.Н. Совершенствование ремонта гидравлических гасителей колебаний. // Железнодорожный транспорт. 1993. - №6. -с. 43 -45.

32. Еремин В.Р., Петрова Г.А. Совершенствование методов ремонта гидрогасителей. //Сборник научных трудов "Динамика вагонов"/. Санкт-Петербург., ПИИТ, - 1993, с.5.

33. Технические указания по эксплуатации и ремонту гасителей колебаний тележек пассажирских вагонов № 301-93 ПКБ ЦВ МПС.

34. Длин A.M. Математическая статистика в технике. Изд. 3-е переработанное. - М.: Наука, 1958. - 467 с.

35. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. -Изд. 2-е переработанное. -М.: Наука, 1971.

36. Длин A.M. Математическая статистика. /Учебник для техникумов. -М.: Наука, 1963.

37. Бердников В.В. Прикладная теория гидравлических цепей. М., "Машиностроение", 1977. - 192 с.

38. Бердников В.В. Матрично-топологический метод анализа некоторых нелинейных гидравлических цепей. В кн.: Механика машин. Вып. 43, - М„ "Наука". - 1974, с. 24-30.

39. Бердников В.В. Топологические методы анализа машин с механическими и гидравлическими устройствами. В кн. Пневматика и гидравлика. - М.: "Машиностроение", 1973. - с. 7-16.

40. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. М.: "Энергия", 1969.-424 с.

41. Ильинский Н.Ф., Цаценкин В.К. Приложение теории графов к задачам электромеханики. М.:Энергия, 1968. - 200 с.47 .Мельников A.A. Матричный метод анализа электрических цепей. -М.: "Энергия", 1966.-216 с.

42. Мамонтов М.А. Теория аналогичности. М., "Машиностроение", 1966.-68 с.

43. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. /Справочное пособие. -М., "Машиностроение", 1971. -671 с.

44. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. М.: Стройиздат, 1972.-648 с.

45. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости). /Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп., -М.: Стройиздат, 1975. - 323 с.

46. Гейер В.Г., Дулин B.C., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод: /Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: недра, 1991. - 331 е.: ил.

47. Чугаев P.P. Гидравлика (техническая механика жидкости): / Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - JL: Энергоиздат. - 1982.

48. Идельчик И.Е. Справочное пособие по гидравлическим сопротивлениям. -М., 1975.

49. Башта Т.М., Зайченко И.З., Ермаков В.В., Хаймович В.М. Объемные гидравлические приводы. -М., "Машиностроение" 1969.

50. Примеры гидравлических расчетов. /Под ред. А.И.Богомолова Изд. 3-е. М.: Транспорт, 1987. - 439 с.

51. Бате К., Вилсон Р. Численные методы анализа и метод конечных элементов. /Пер. с анг. Под ред. А.Ф. Смирнова. М.: Стройиздат, 1982.-447 с.

52. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырский П.И. Вычислительные методы. В 2 т. М.: Наука , 1977. - т.2. - 399 с.

53. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1980. - 976 с.

54. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. М.: Наука, 1971. - 940 е., ил.

55. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости): / Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. М.: Машиностроение, 1992 - 528с.: ил.

56. Рудзит Я. А., Плуталов В.Н. Основы метрологии, точность и надежность в приборостроении: / Учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1991.-304 е.: ил.

57. Нормы для расчета на прочность и проектирования механической части новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм. (несамоходных). ВНИИВ-ВНИИЖТ, 1984. - 260 с.

58. Соколов М.М., Хусидов В. Д., Минкин Ю.Г. Динамическая нагруженность вагона М.: Транспорт. 1981. - 207 с.71 .Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х томах: Т.1: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. - 504 е., ил.

59. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х томах: Т.2: Пер. с англ. -М.: Мир, 1991. 512с., ил.