Введение
1 Состояние вопроса и формулировка целей и задач исследования 12
1.1 Современное состояние системы взаимодействия «колесо - рельс» 13
1.2 Анализ недостатков типовой тележки вагона модели 18-100 в кривых участках пути с типовыми колесными парами 16
1.3 Технические решения, обеспечивающие улучшение взаимодействия системы «колесо-рельс»
1.3.1 Лубрикация системы контакта «колесо - рельс» 18
1.3.2 Радиальная установка колесных пар в тележке вагона 20
1.3.3 Применение колесных пар подвижного состава с независимым вращением колес 21
1.3.3.1 Классификация технических решений, обеспечивающих
необходимую разность частоты вращения между колесами в точках контакта с рельсом 27
1.4 Постановка целей и задач исследования 40
2 Разработка предложенной конструкции колесной пары дифференциального исполнения 41
2.1 Предложенная конструкция колесной пары нетягового подвижного состава дифференциального исполнения 41
2.1.1 Сравнительная оценка недостатков и достоинств колесных пар типового и дифференциального исполнения 45
2.2 Определение общих режимов эксплуатации колесной пары 47
2.3 Расчет максимально возможной разности частоты вращения одного колеса относительно другого при движении колесной пары дифференциального исполнения в прямом и кривом участках пути 48
2.4 Определение сил, приходящихся на подшипники, расположенные в оси колесной пары дифференциального исполнения 50
2.5 Выбор подшипников оси дифференциального исполнения, обеспечивающих независимость вращения колес колесной пары, и определение их расчетного ресурса 53
2.5.1 Описание выбранных подшипников, обеспечивающих независимость вращения колес у колесной пары дифференциального исполнения 54
2.5.2 Определение расчетного ресурса и момента трения выбранных подшипников, обеспечивающих независимость вращения колес у колесной пары дифференциального исполнения 57
Выводы по главе 2 59
3 Оценка прочности предложенной оси колесной пары дифференциального исполнения 60
3.1 Выбор критериев оценки прочности оси колесной пары дифференциального исполнения 62
3.2 Аналитическая оценка прочности оси колесной пары дифференциального исполнения 63
3.3 Результаты сравнительной оценки прочности оси колесной пары типового и предложенного дифференциального исполнения 75
Выводы по главе 3 77
4 Исследование движения тележки с колесными парами предложенного дифференциального исполнения в кривых участках пути 78
4.1 Аналитическое исследование движения тележки вагона модели 18-100 с колесными парами дифференциального исполнения в кривой 81
4.1.1 Основные обозначения, исходные данные и режимы работы предложенной колесной пары дифференциального исполнения 84
4.1.2 Состояния колесных пар в кривой 88
4.1.3 Местоположения мгновенного полюса вращения и величина зазоров между гребнями колес и внутренними гранями головок рельс при различных положениях тележки в кривой 92
4.1.4 Радиусы колес в точках контакта колес с рельсами 95
4.1.5 Суммарные продольные и поперечные скорости скольжения в точках контакта колес с рельсами 98
4.1.6 Силы, действующие на надрессорное строение 102
4.1.7 Силы, действующие на отдельную колесную пару 102
4.1.8 Расчет сил девствующих в точках контакта колес с рельсами
4.1.8.1 Определение режима работы колесной пары дифференциального исполнения 106
4.1.8.2 Определение поперечных и продольных сил трения в точках контакта колеса с рельсом 109
4.1.8.3 Контакт колес с рельсами в одной точке 110
4.1.8.4 Двухточечный контакт набегающих колес с рельсами
4.1.8.4.1 Двухточечный контакт набегающего колеса с рельсом при движении предлагаемой колесной пары в типовом режиме 114
4.1.8.4.2 Двухточечный контакт набегающего колеса с рельсом при движении предлагаемой колесной пары в дифференциальном режиме 116
4.1.9 Расчетные схемы движения тележки в кривом участке пути и решение уравнений движения 117
4.2 Выбор критериев оценки эффективности движения тележки вагона в кривой с колесными парами дифференциального исполнения 119
4.3 Результаты сравнительного аналитического исследования движения тележки вагона модели 18-100 с колесными парами типового и предложенного дифференциального исполнения в кривой 122
Выводы по главе 4 129
5 Физическое моделирование движения макета тележки с колесными парами типового и предложенного дифференциального исполнения в кривом участке пути 131
5.1 Стенд модельных исследований движения тележки подвижного состава в кривом участке пути 131
5.1.1 Установление условий подобия 131
5.1.2 Стенд модельных исследований
5.1.2.1 Модель тележки 134
5.1.2.2 Модель колёсной пары 136
5.1.2.3 Модель рельсового пути 140
5.1.3 Измерительная система стенда модельных исследований движения
подвижного состава по рельсовому пути 145
5.1.3.1 Измерительная система модели тележки 146
5.1.3.2 Устройство замера боковых усилий, действующих на наружный рельс 152
5.2 Результаты испытаний движения модели тележки подвижного состава
с колесными парами в типовом и дифференциальном режиме 158
5.2.1 Определение коэффициента трения скольжения в точках контакта колес с рельсами 158
5.2.2 Результаты сравнительных испытаний движения модели тележки подвижного состава с колёсными парами в типовом и дифференциальном режиме 1 5.3 Исследование сил сопротивления движению модели тележки 160
5.4 Технико-экономическая оценка разработанного технического решения по повышению ресурса системы взаимодействия «Колесо-рельс» эффективности от внедрения на вагонах колесной пары дифференциального исполнения ВСЖД филиала ОАО «РЖД» 164
Заключение 172
Список литературы
