Исследования по оценке ходовых качеств пассажирского вагона производства Республики Узбекистан | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 11 декабря, печатный экземпляр отправим 15 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №39 (381) сентябрь 2021 г.

Дата публикации: 27.09.2021

Статья просмотрена: 17 раз

Библиографическое описание:

Хикматов, Ф. Ф. Исследования по оценке ходовых качеств пассажирского вагона производства Республики Узбекистан / Ф. Ф. Хикматов, Д. Д. Султоналиев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 39 (381). — С. 29-34. — URL: https://moluch.ru/archive/381/84236/ (дата обращения: 02.12.2021).



В статье рассматриваются вопросы по оценке ходовых качеств пассажирского вагона модели 61–920. Определены коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики, устойчивости колеса против схода с рельсов и от опрокидывания в кривой под действием боковых сил, а также другие показатели динамических качеств пассажирского вагона. Проведенный сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований показал их хорошую сходимость.

Ключевые слова: пассажирский вагон, коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики, показатели динамических качеств вагона.

На железнодорожном транспорте особое значение имеет подготовка согласованных мероприятий по развитию новых видов тяги, обновлению вагонного парка [1–5], совершенствованию конструкций верхнего строения пути [6–8], которые обеспечат высокие скорости движения поездов в сочетании с безопасностью движения и удобствами для пассажиров [9–12]. Рациональное использование этих средств и рациональная организация перевозочной работы составляют основное содержание эксплуатационной деятельности железнодорожного транспорта [13].

Пассажирский вагонный парк железных дорог Узбекистана является одним из видов железнодорожного подвижного состава. От его технического состояния и способности удовлетворять потребности в перевозках зависит качество обслуживания и своевременность доставки пассажиров, производительность и экономические показатели работы железных дорог [14–15].

Для пополнения парка перспективными пассажирскими вагонами конструкторами АО «Ташкентский завод по строительству и ремонту пассажирских вагонов» (АО «ТашВСРЗ») был спроектирован новый пассажирский вагон модели 61–920 с современной системой кондиционирования воздуха [16].

Пассажирский вагон является неотъемлемой частью пассажирского комплекса железных дорог, обеспечивая спрос на сервисные услуги железнодорожного транспорта. Критерии оценки обслуживания пассажиров характеризуются такими показателями, как комфортабельность и плавность хода вагона [17].

При определении оценки качества хода пассажирского вагона необходимо произвести проверку соответствия нормам показателей плавности хода вагона, предусмотренным стандартом и другой нормативно-технической документацией на вагоны [18–20].

При проектировании данного пассажирского вагона, для железных дорог Узбекистана, теоретическими исследованиями были определены показатели ходовые качества вагона [21, 22].

Пассажирский купейный вагон модели 61–920, изготовлен в соответствии с конструкторской документацией 920.00.00.000 разработки АО «ТашВСРЗ». Основные технические параметры данного вагона приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные технические параметры пассажирского вагона модели 61–920

Наименование параметров

Обозначение

Величина

Вес вагона (брутто), т

G b

60,4

Масса вагона (тара), т

T

56

Конструкционная скорость, км/ч

V

160

Длина вагона по осям сцепления автосцепок, мм

2 L c

24536

База вагона, мм

2 L t

17000

Расстояние между упорными плитами автосцепок, мм

2 L

23960

База тележки, мм

р

2400

Оценка качества хода вагона в соответствии с [20] определяется следующими показателями:

— коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики;

— вертикальные и горизонтальные ускорения кузова;

— показатели плавности хода в вертикальном и горизонтальном (поперечном) направлениях;

— коэффициент устойчивости колеса против схода с рельсов;

— коэффициент устойчивости вагона от опрокидывания в кривой под действием боковых сил;

— коэффициент устойчивости вагона в поезде от схода с рельсов в кривой под действием продольных сжимающих и растягивающих сил.

Основными из перечисленных показателей качества хода вагона являются коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики.

Коэффициент вертикальной динамики кузова К дв определяется по формуле:

где — среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики; β — параметр распределения, согласно [20] принимается равным 1,0;

Р(К дв ) — доверительная вероятность, с которой определяется коэффициент вертикальной динамики, согласно [20] принимается 0,97.

При этом среднее вероятное значение определяется по формуле:

где а — коэффициент, согласно [20], равный для элементов кузова 0,05;

в — коэффициент, учитывающий влияние числа осей n в тележке под одним концом экипажа, равный для двухосных тележек в = 1; f ст — суммарный статический прогиб тележки, м.

Суммарный статический прогиб тележки определяется по формуле:

где f Ц — статический прогиб центральной ступени подвешивания, м;

f Б — статический прогиб буксовой ступени подвешивания, м.

Сила, действующая на тележку вагона Р определяется по формуле:

где Q гр — масса пассажиров с грузом (полезная нагрузка); принимается согласно [20] равной 100 кг на одного пассажира. Из учета населенности вагона в 44 человек, получим Q гр = 4,4 т; Q Т — массы тележек моделей 68–921, 68–922. Согласно сборочным чертежам 921.00.00.000СБ и 922.00.00.000СБ разработки АО «ТашВСРЗ», массы тележек 68–921, 68–922 принимаются равными 7,4 т и 6,8 т соответственно; Q НБ — масса надрессорной балки тележек моделей 68–921 и 68–922. Согласно сборочному чертежу 921.04.00.000СБ разработки АО «ТашВСРЗ», масса надрессорной балки тележек принимается равной 0,62 т; Q Р масса рамы тележки со шпинтонами моделей 68–921 и 68–922. Согласно сборочному чертежу 921.01.00.000СБ разработки АО «ТашВСРЗ», масса рамы тележки со шпинтонами принимается равной 2,05 т; с Ц — вертикальная жесткость пружин центрального подвешивания тележки; с Б — вертикальная жесткость пружин буксового подвешивания тележки.

В соответствии с конструкторской документацией тележки 68–921 разработки АО «ТашВСРЗ» вертикальная жесткость пружин центрального и буксового подвешивания тележки составляют с Ц = 1466753 Н/м и с Б = 4290991 Н/м.

Подставляя данные в формулы (6), (5), (4), (3) и (2), получим расчетные величины параметров, которые сведены в таблицу 2.

Горизонтальный коэффициент динамики кузова К дг определяется по формуле:

где — среднее значение коэффициента горизонтальной динамики; P(k дг ) — доверительная вероятность, с которой определяется коэффициент горизонтальной динамики, согласно [20], P(k дг ) = 0,97.

Таблица 2

Расчетные величины параметров кузова пассажирского вагона

Наименование параметров

Значение параметров

С учетом полезной нагрузки

Без учета полезной нагрузки

Сила, действующая на тележку вагона Р , т

23,1

20,9

Статический прогиб центральной ступени подвешивания f Ц , м

0,161

0,147

Статический прогиб буксовой ступени подвешивания f Б , м

0,059

0,053

Суммарный статический прогиб тележки f ст , м

0,22

0,2

Среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики:

— при втором расчетном режиме:

— при третьем расчетном режиме:

0,05

0,101

0,05

0,103

При этом среднее значение коэффициента горизонтальной динамики определяется по формуле:

где δ — коэффициент, учитывающий тип ходовых частей, принимается согласно [20] 0,002; V — конструкционная скорость движения, м/c.

Подставляя данные в формулу (8), получим = 0,099.

Подставляя данные в формулы (1) и (7), получим коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики кузова пассажирского вагона, результаты которых сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Динамические качества пассажирского вагона

Наименование параметров

Расчетная величина

Наибольшее допускаемое значение

Коэффициент вертикальной динамики кузова К дв

при втором расчетном режиме:

— с учетом полезной нагрузки

— без учета полезной нагрузки

при третьем расчетном режиме:

— с учетом полезной нагрузки

— без учета полезной нагрузки

0,106

0,106

0,211

0,216

0,35

0,35

0,35

0,35

Коэффициент горизонтальной динамики кузова К дг

0,21

0,25

Аналогичным образом были определены остальные показатели качества хода вагона. Согласно результатам проведенных теоретических исследований установлено, что показатели качества хода пассажирского вагона модели 61–920 не превышают допускаемых значений и удовлетворяют требованиям [20].

На основании положительных результатов теоретических исследований был построен опытный образец данного вагона. В соответствии с требованиями [18–20] и с целью проверки выбранных параметров пассажирского вагона, были проведены экспериментальные исследования и выполнены испытания по оценке ходовых динамических качеств вагона и воздействие его на железнодорожный путь [23–26]. Проведенный сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований показал их хорошую сходимость, на основании которой можно сделать вывод, что спроектированный вагон обладает высокими показателями хода качества, что создает благоприятные комфортные условия для пассажиров в пути следования.

Литература:

  1. Рахимов Р. В. Выбор направлений развития вагонного парка железных дорог Узбекистана / Р. В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. — 2018. — № 1 (74). — С. 71–74.
  2. Бороненко Ю. П. Оценка потребности в новых пассажирских вагонах для железных дорог Узбекистана и основные направления их совершенствования / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов // Вестник ТашИИТ. — Ташкент, 2009. — № 2. — С. 88–91.
  3. Rahimov R. V. Analysis of the state and prospects of the development of the freight wagon fleet of the Republic of Uzbekistan / R. V. Rahimov, Ya.O. Ruzmetov // Non-Ferrous Metals. — 2018. — Vol. 44. — No 1. — P. 7–11.
  4. Рузметов Я. О. Перспективы развития вагоностроения в Республике Узбекистан / Я. О. Рузметов, Р. В. Рахимов // Сборник научных трудов VIII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития вагоностроения». — Брянск: БГТУ, 2019. — C. 147–150.
  5. Рахимов Р. В. Состояние и перспективы развития вагонного парка железных дорог Узбекистана / Р. В. Рахимов // Материалы XIII Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». — СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2018. — С. 124–128.
  6. Рахимов Р. В. Оценка силового воздействия подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками на верхнее строение пути железных дорог Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Материалы XIV Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». — СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2019. — С. 269–272.
  7. Рахимов Р. В. Оценка напряженно-деформированного состояния элементов конструкции верхнего строения пути железных дорог Республики Узбекистан при эксплуатации подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками / Р. В. Рахимов // Бюллетень результатов научных исследований. — 2019. — Вып. 3. — С. 67–88.
  8. Рахимов Р. В. Расчетное определение показателей воздействия подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками на путь в условиях железных дорог Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Вестник транспорта Поволжья. — 2019. — № 5 (77). — С. 23–33.
  9. Рахимов Р. В. Первый узбекский пассажирский вагон дальнего следования / Р. В. Рахимов // Тяжелое машиностроение. — 2010. — № 6. — С. 34–35.
  10. Рахимов Р. В. Новый пассажирский вагон купейного типа для железных дорог Узбекистана / Р. В. Рахимов // Известия ПГУПС. — 2010. — № 2. — С. 286–295.
  11. Рахимов Р. В. Разработка нового пассажирского вагона для железных дорог Узбекистана / Р. В. Рахимов // Материалы VI Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». — СПб.: ПГУПС, 2009. — С. 150–153.
  12. Рахимов Р. В. Совершенствование конструкции пассажирской тележки с люлечным подвешиванием модели 68–909 и 68–908 / Р. В. Рахимов, С. В. Хохлов // Материалы VI Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». — СПб.: ПГУПС, 2009. — С. 204–205.
  13. Расулов М. Х. Проблемы повышения конкурентоспособности отечественных железнодорожных коридоров / М. Х. Расулов, У. Н. Ибрагимов, Р. В. Рахимов // Научные труды Республиканской научно-технической конференции с участием зарубежных ученых «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». — Ташкент: ТашИИТ, 2013. — С. 14–17.
  14. Рахимов Р. В. Новые тележки для пассажирских вагонов производства Ташкентского завода по строительству и ремонту пассажирских вагонов / Р. В. Рахимов, С. В. Хохлов // Известия ПГУПС. — 2010. — № 3. — С. 157–165.
  15. Миноваров Р. М. Пассажирские вагоны постройки Республики Узбекистан / Р. М. Миноваров, Р. В. Рахимов // Вестник ТашИИТ. — Ташкент, 2009. — № 3–4. — C. 40–45.
  16. Рахимов Р. В. Ходовые части вагонов. Учебное пособие. — Ташкент: Узбекистан, 2018. — 200 с.
  17. Рахимов Р. В. Оценка ходовых качеств нового пассажирского вагона модели 61–920 производства Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Проблемы механики. — 2015. — № 2. — С. 53–56.
  18. ГОСТ 55182–2012. Вагоны пассажирские локомотивной тяги. Общие технические требования. — Введ. 01.01.2014. — М.: Стандартинформ, 2013. — 27 с.
  19. ОСТ 24.050.16–85. Вагоны пассажирские. Методика определения плавности хода. — Введ. 01.01.1987. — М.: — 14 с.
  20. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). — М.: ВНИИВ ВНИИЖТ, 1983. — 260 с.
  21. Raximov R. V. Introduction of modern technologies in the enterprise SJSRC “O’zbekiston temir yo’llari” / R. V. Raximov, F. S. Galimova // Bulletin of Tashkent State Technical University. — 2015. — No 3. — P. 159–164.
  22. Ергашев З. З. Внедрение цифрового прототипа на вагоностроительные предприятия Узбекистана / З. З. Ергашев, Р. В. Рахимов, Ф. С. Галимова // Вестник ТашИИТ. — 2014. — № 2/3. — С. 43–46.
  23. Бороненко Ю. П. Анализ методов силового воздействия подвижного состава на путь и систем технического контроля колес при движении поезда / Ю. П. Бороненко, Р. В. Рахимов, Р. Ю. Григорьев, В. В. Попов // Известия Петербургского университета путей сообщения. — СПб.: ПГУПС, 2020. — Т. 17. — Вып. 3. — С. 324–344.
  24. Бороненко Ю. П. Экспериментальное определение боковых нагрузок от взаимодействия колеса с рельсом / Ю. П. Бороненко, Р.В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. — 2019. — № 6 (85). — С. 50–53.
  25. Бороненко Ю. П. Измерение боковых нагрузок от колес на рельсы / Ю. П. Бороненко, Р.В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. — 2019. — № 4 (83). — С. 45–50.
  26. Бороненко Ю. П. Апробация нового метода измерения вертикальной нагрузки от колеса на рельс / Ю. П. Бороненко, Р.В. Рахимов, Д.А. Сергеев, Л.В. Цыганская, А.А. Романова // Транспорт Российской Федерации. — 2019. — № 1 (80). — С. 56–59.
Основные термины (генерируются автоматически): пассажирский вагон, горизонтальная динамика, полезная нагрузка, разработка АО, коэффициент, пассажирский вагон модели, расчетный режим, статический прогиб, вертикальная динамика, железнодорожный транспорт.


Ключевые слова

пассажирский вагон, коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики, показатели динамических качеств вагона
Задать вопрос