АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

РАМЫ ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ
КРУПНОТОННАЖНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ

Объект исследования: вагон-платформа для перевозки крупнотоннажных контейнеров

Результаты, полученные лично автором: разработана расчетная схема вагона-платформы, проведен расчет напряженно-деформированного состояния.

Оценка прочности рамы платформы проводился на основе пластинчатой конечноэлементной модели, созданной в программном комплексе Siemens Femap V 11.1.1. При составлении расчетной схемы выбрана декартовая система координат. В расчетной схеме принята низколегированная сталь 09Г2БД, предел текучести стали составляет 380 МПа. Модель образована трех- и четырехузловыми пластинчатыми элементами типа Plate, объединенных в 112243 узлах. Конечно-элементная модель рамы вагона приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Пластинчатая конечноэлементная модель рамы вагона-платформы

Оценка соответствия конструкции рамы вагона-платформы требованиям по I и III расчетным режимам и режиму соударения производилась путем сравнения расчетных эквивалентных напряжений с допускаемыми величинами. Напряжения в несущих элементах конструкции по расчетным режимам сведены в таблице 1.

Таблица 1

Напряжения в несущих элементах конструкции по первому и третьему расчетным режимам

Элементы рамы

вагона-платформы

Напряжения, МПа

I режим

III режим

Растя-жение

Сжатие

[σ]

Удар

[σ]

Растя- жение

Сжатие

[σ]

Хребтовая балка

170

255

342

280

380

190

Шкворневая балка

197

258

333

Лобная балка

150

186

361

247

200

Раскосы

179

209

274

Балка поперечная, поддерживающая раскосы

226

294

Боковая обвязка

204

259

Поперечные балки серединной части

Максимальные напряжения возникают при ударе в шкворневой балке, значение которых составляют 87% от предела текучести стали.

Рис. 2. Распределение эквивалентных напряжений в элементах рамы вагона-платформы

при ударе

На основании приведенных в таблице значений напряжений в элементах рамы вагона-платформы, делаем вывод, что прочность по первому расчетному режиму удовлетворяют требованиям норм.

Приведенные значения напряжений по третьему расчетному режиму для элементов вагона также ниже допускаемых.

Материал поступил в редколлегию 25.04.2017

УДК 629.4

В.Д. Кожемяко

Научный руководитель: доцент кафедры «Подвижной состав железных дорог», к.т.н. А.Г. Галичев

kozhemyako_01@yandex.ru

ПРИМЕНЕНИЕ ВЯЗКОСТНОЙ МУФТЫ ДЛЯ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА

Объект исследования: вязкостная муфта привода вентилятора.

Результаты, полученные лично автором: дана оценка использованию эластичного элемента в приводе вентилятора охлаждающего устройства тепловозов, который позволит оптимизировать температурный режим работы дизеля.

Многие машинисты не используют автоматический режим регулирования температур теплоносителей, опасаясь повредить приводные валы в момент включения фрикционной муфты. При ручном регулирование температур теплоносителей не всегда обеспечивается оптимальный температурный режим работы дизеля. Порой сверхдопустимый нагрев и интенсивное охлаждение носят циклический характер. Это отрицательно сказывается на техническом состоянии дизеля.

Специалисты рассматривают возможность применения в приводе вентилятора холодильника эластичного элемента, позволяющего компенсировать жесткое включение фрикционной муфты, и, в конечном итоге, отказаться от ручного регулирования температур теплоносителей.

В качестве эластичного элемента рассматривается вязкостная муфта. Широко применяющаяся в автомобилях. Она состоит из набора попеременно расположенных ведущих и ведомых дисков, которые имеют отверстия различной конфигурации для лучшего перемешивания жидкости. Ведущие диски жестко соединены с корпусом и герметично закрыты Крышкой. На ведомый вал неподвижно насажены ведомые диски.

Корпус заполнен жидкостью на основе силикона, обладающей свойством сгущаться при интенсивном перемешивании. Другое свойство этой жидкости - большой коэффициент расширения при нагреве, который повышает эффективность вязкостной муфты за счёт давления на диски. В момент, когда ведущий вал начитает вращаться, его диски перемешивают жидкость. Ее вязкость возрастает. В результате силы трения между частицами жидкости приводят в движение ведомые диски и, соответственно, ведомый вал.

В приводе вентилятора холодильника рекомендуемую муфту необходимо установить после углового редуктора – на вертикальном валу. Размещение вязкостной муфты на вертикальном валу обеспечит покой жидкости до момента включения фрикционной муфты, а при включении - плавное нарастание крутящего момента, передающегося вентилятору.

Следует уделять особое внимание настройке фрикционной муфты, не допуская проскальзывания ведомых дисков в отключенном состоянии. Это условие необходимо для того, чтобы исключить перемешивание жидкости вязкостной муфты, когда фрикционная отключена.

Материал поступил в редколлегию 25.04.2017

УДК 629.463

И.А. Кожухов

Научный руководитель: заведующий кафедрой «Подвижной состав железных дорог», к.т.н., Д.Я. Антипин

adya24@rambler.ru

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СПЕЦИАЛЬНОГО
АВТОНОМНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВОЗОК НА МАЛОЗАГРУЖЕННЫХ
МАРШРУТАХ

Объект исследования: конструкции рельсовых автобусов.

Результаты, полученные лично автором: рассмотрены современные конструкции рельсовых автобусов и проведена работа по анализу их технических характеристик.

Рельсовые автобусы относятся к моторвагонному подвижному составу (МВПС). Современные рельсовые автобусы, как правило, представляют собой двусторонний (с двумя кабинами) дизельный МВПС.

Ранее существовали односторонние рельсовые автобусы, реверсирование которых осуществлялось с помощью поворотных кругов, стрелок или специальных подрамных поворотных устройств-домкратов.

Рельсовые автобусы предназначены для пригородных пассажирских перевозок. Их большим преимуществом перед электропоездами является то, что подобный подвижной состав можно использовать на путях без электросети, что существенно сокращает издержки на коротких маршрутах. На данном подвижном составе применяются гидравлические передачи мощности. Рельсовые автобусы, выпускаются в различных комплектациях, кроме базовой, например, «Бизнес», «Люкс», «Представительский». На Российских железных дорогах эксплуатируются рельсовые автобусы отечественных и зарубежных производителей. Самым востребованным является рельсовый автобус РА-2, производимый на заводе «Метровагонмаш». Так же на Российских железных дорогах эксплуатируются модификации РА-2, такие как РА-2 Модель 750.05 и РA-2 Модель 750.05-30, и зарубежные Siemens desiro, и Pesa 730M производства Польского предприятия «Pesa».

Производство рельсовых автобусов представлено по всему миру такими предприятиями как Skoda в Чехии, ŽOS Vrútky a.s. в Словакии, Stadler в Швейцари, Bombardier Talbot и Siemens в Германии, Pesa в Польше, Alstom во Франции и Transys Tokyu Car Corporation в Японии.

Сравнительные характеристики рельсовых автобусов отечественного производства представлены в таблице 1, зарубежного в таблицах 2.1 и 2.2.

На основе проделанной работы можно сделать вывод, что из всех рельсовых автобусов, производимых за рубежом, было бы неплохо на Российских железных дорогах использовать такую модель как «Coradia Lint» производства французской компании Alstom. Обуславливается это тем, что данный рельсовый автобус имеет широкий спектр различной автоматики, позволяющий регулировать конфигурации поездной работы, пониженный расход топлива, высокий уровень комфорта и экологичности.

Таблица 1

Технические характеристики рельсовых автобусов отечественного

производства