Розвиток методів розрахунку та випробувань буксових підшипникових вузлів вантажних вагонів з урахуванням особливостей їх експлуатації

Abstract

UA: Дисертація присвячена розвитку методів розрахунку і випробувань буксових підшипникових вузлів вантажних вагонів з урахуванням особливостей їх експлуатації. Запропоновано обґрунтування процедури розв’язання науково- прикладної проблеми розвитку методів розрахунку та випробувань буксових підшипникових вузлів з урахуванням експлуатаційних навантажень, яка узагальнює визначення параметрів перспективних підшипникових вузлів вантажних вагонів. Встановлено, що перспективним шляхом удосконалення роликових букс є використання підшипників, що сприймають радіальні і осьові сили тертям кочення. Розроблена математична модель буксового підшипникового вузла вантажного вагона, обладнаного дворядним конічним підшипником з використанням об'ємних тривимірних звичайно-елементних схем. Проведено дослідження напружено-деформованого стану елементів підшипникових вузлів і законів розподілу навантаження між тілами кочення. Проведені порівняльні температурні випробування різних типів підшипникових вузлів. Допрацьовані методи визначення динамічних характеристик вантажних вагонів і проведені динамічні випробування піввагонів, обладнаних різними типами буксових підшипникових вузлів. Розроблено метод визначення показників надійності буксових підшипників з урахуванням діючих еквівалентних навантажень. Встановлено, що за найбільш несприятливих умов навантаження 90-процентний ресурс дворядних конічних підшипників складає не менше 0,973 млн. км пробігу. Розроблена імовірнісна модель, що дозволяє прогнозувати розподіл напрацювання до відмови дворядних конічних підшипників. Проведено порівняльні експлуатаційні випробування дворядних конічних підшипників і циліндричних підшипників, виготовлених різними виробниками, в буксах вантажних вагонів. За наслідками випробувань визначені показники надійності і довговічності буксових підшипникових вузлів. Розроблено модель визначення вартості життєвого циклу буксових вузлів з урахуванням основних діючих експлуатаційних чинників. Економічний ефект від впровадження дворядних конічних підшипників складе не менше 3400 грн на рік на кожен вагон робочого парку. RU: Диссертация посвящена развитию методов расчета и испытаний буксовых подшипниковых узлов грузовых вагонов с учетом особенностей их эксплуатации. Предложено обоснование процедуры решения научно-прикладной проблемы развития методов расчета и испытаний буксовых подшипниковых узлов с учетом особенностей эксплуатации и действующих эксплуатационных нагрузок, которая обобщает определение параметров перспективных подшипниковых узлов грузовых вагонов. Проведено обследование технического состояния буксовых узлов с цилиндрическими подшипниками. Установлено, что перспективным путем усовершенствования роликовых букс является использование подшипников, воспринимающих радиальные и осевые силы трением качения. Разработана модель буксового подшипникового узла, оборудованного двурядным коническим подшипником с использованием объемных трехмерных конечно-элементных схем. Проведено исследование напряженно- деформированного состояния элементов подшипниковых узлов и законов распределения нагрузки между телами качения. Получили дальнейшее развитие методы исследования энергетических характеристик буксовых подшипников. Проведены сравнительные температурные испытания разных типов подшипниковых узлов. Доработаны методы определения динамических характеристик грузовых вагонов и проведены ходовые динамические испытания полувагонов, оборудованных различными типами подшипниковых узлов. Предложены научные подходы к определению показателей надежности буксовых подшипников с учетом действующих эквивалентных нагрузок. Установлено, что при наиболее неблагоприятных условиях нагружения 90- процентный ресурс двухрядных конических подшипников составляет не менее 0,973 млн. км пробега. Разработана вероятностная модель, позволяющая прогнозировать распределение наработки до отказа двухрядных конических подшипников. Доработан метод пересчета результатов ускоренных эксплуатационных испытаний в опытном маршруте Роковатая-Ужгород на фактические условия эксплуатации. Проведены сравнительные эксплуатационные испытания двухрядных конических подшипников и цилиндрических подшипников, изготовленных разными производителями, в буксах грузовых вагонов. По результатам испытаний определены показатели надежности и долговечности буксовых подшипниковых узлов. Разработана модель определения стоимости жизненного цикла буксовых узлов с учетом основных действующих эксплуатационных факторов. Экономический эффект от внедрения двухрядных конических подшипников составит не меньше 3400 грн на год на каждый вагон рабочего парка. EN: Dissertation is devoted to development of methods of calculation and tests of axle bearing boxes of freight carriages taking into account the features of their exploitation. Conception of creation of axle bearing boxes of freight carriages is devel oped for the railways of Ukraine which summarizes determination of the scientifically- grounded descriptions and develops principles of creation of bearing knots taking into account the existent terms of loading. The inspection of the technical state of axle bearing boxes is conducted with the cylindrical bearings. The model of the axle bearing boxes equipped by the tapered roller bearing with the use of by volumes three-dimensional certainly-elements charts is developed. Research of the tensely-deformed state of elements of bearing. The comparative temperature tests of different types of axle bearing boxes are conducted. Scientific approaches are offered to determination of reliability indexes of the bearing taking into account the operating equivalent loadings. The probabilistic model allowing to forecast distributing of work completely tapered bearings is developed. The comparative operating tests of the axle bearing boxes and cylindrical bearings made different producers are conducted, in axle boxes of freight carriages. On results the tests reliability and longevity of axle bearing boxes indexes are certain.