Удосконалення конструкції ресорного підвішування ходових частин вантажних вагонів нового покоління

Abstract

UA: В дисертаційній роботі розв’язано завдання з визначення раціональних параметрів силових характеристик ресорного підвішування візків вантажних вагонів й конструктивної реалізації рекомендованих технічних вирішень. Головну увагу приділено дослідженню з застосування ресорного підвішування з нелінійною (білінійною) силовою характеристикою і клинових гасителів коливань нових конструкцій. Вирішення завдань дисертаційної роботи здійснено на основі системного підходу до вибору конструкційних схем ресорного підвішування візків шляхом комп’ютерного моделювання й аналізу процесів вимушених вертикальних коливань вантажних вагонів з експериментальною перевіркою ефективності запропонованих технічних вирішень методами і засобами натурних випробувань рухомого складу залізниць. Рекомендації щодо впровадження ресорних комплектів з білінійною залежністю прогинів від навантаження і клинових гасителів коливань нових типів були реалізовані в проектах комплексної модернізації візків вантажних вагонів. Обґрунтовані результатами дисертаційної роботи загальні вимоги до візків вантажних вагонів нового покоління і рекомендації щодо вибору параметрів їх ресорного підвішування використані АТ “Дніпровагонмаш” при проектуванні швидкісних візків вагона-платформи для комбінованих перевезень. RU: Диссертационная работа посвящена решению важнейших задач по определению рациональных параметров силовых характеристик рессорного подвешивания тележек грузовых вагонов и конструкционной реализации рекомендованных технических решений. Главное внимание уделено исследованию по применению рессорного подвешивания с нелинейной (билинейной) силовой характеристикой и клиновых гасителей колебаний новых конструкций. Произведен анализ существующих технических решений ходовых частей грузовых вагонов и выполнена их классификация по характерным признакам. Представлены результаты короткого аналитического обзора существующих и перспективных конструкций ходовых частей грузовых вагонов, как в Украине, так и за рубежом, а также обзор публикаций, посвященных исследованиям, которые направлены на решение проблем разработок новых ходовых частей, улучшение характеристик систем рессорного подвешивания и усовершенствование конструкций фрикционных гасителей колебаний. Решение задач диссертационной работы осуществлено на основе системного подхода к выбору конструкционных схем рессорного подвешивания тележек путем компьютерного моделирования и анализа процессов вынужденных вертикальных колебаний грузовых вагонов с экспериментальной проверкой эффективности предложенных технических решений методами и средствами натурных испытаний подвижного состава железных дорог. Обоснована целесообразность использования рессорного подвешивания с нелинейными силовыми характеристиками, в основу конструкции которого положено двухрежимность пружинного комплекта и стабильность характеристик поверхностного трения рабочих элементов клинового гасителя колебаний. Предложено уточненную расчетную математическую модель вертикальной динамики грузового вагона с использованием задания случайных возмущений в соответствии с обобщенными рекомендациями. Исследовано влияние конструктивных изменений рессорного подвешивания на динамические характеристики вагонов. Показано, что применение для грузовых вагонов нового поколения в качестве ходовых частей типовых тележек модели 18-100 существенным образом ограничивает скоростные возможности специализированных вагонов. Разработанный комплекс требований и рекомендаций относительно выбора конструктивных схем и параметров рессорного подвешивания составляет основу для определения при проектных роботах рациональных технических характеристик ходовых частей грузовых вагонов нового поколения, в том числе с возможностью эксплуатации в международном сообщении. Рекомендации относительно внедрения рессорных комплектов с билинейной зависимостью прогибов от нагрузки и клиновых гасителей колебаний новых типов были реализованы в проектах комплексной модернизации тележек грузовых вагонов. Обоснованные результатами диссертационной работы общие требования к тележкам грузовых вагонов нового поколения и рекомендации относительно выбора параметров их рессорного подвешивания использованы АО “Днепровагонмаш” при проектировании скоростных тележек вагона-платформы для комбинированных перевозок. EN: The thesis is devoted to solution of the most important problems by definition of rational parameters of the force characteristics spring suspension of bogies of freight cars and constructional realization of the recommended technical decisions. The main attention is given to research on application spring of suspension with bilinear force characteristic and frictional snubber of fluctuations of new designs. The decision of tasks of the thesis is carried out on the basis of the system approach to a choice of the constructional circuits of spring suspension of carriages by computer modeling and analysis of processes of the forced vertical fluctuations of freight cars with experimental check of efficiency of the offered technical decisions by methods and means natural experiments of the rolling-stock of railways. It is offered the specified mathematical model of vertical dynamics of the freight car with use of a task casual roughnesses according to the generalized recommendations. The recommendations for introduction spring suspension with bilinear force characteristic by dependence of deflections on loading and frictional snubber of fluctuations of new types were realized in the projects of complex modernization of bogies of freight cars. Proved by results of the thesis common requirements to carriages of freight cars of new generation and the recommendations at the choice of their spring suspension parameters are used by joint-stock company "Dnieprovagonmash" at designing high-speed bogies of a car-platform for the combined transportations.