УДК 629.45.01

 

Амирханов Аскарбек Болатович – соискатель Казахский университет путей сообщения, Республика Казахстан, г. Алматы.

Бозымбаев Болатжан – соискатель Казахский университет путей сообщения, Республика Казахстан, г. Алматы.

 

Об одной методике исследования пространственных вертикальных колебаний железнодорожных экипажей

 

Обычно оценка колебательных свойств подвижного состава вы­полняется по амплитудным частотным характеристикам и функциям спектральной плотности выходных координат, а также по интегральным критериям, к которым относятся показатели динамических ка­честв (ПДК) экипажа. Линейным преобразованием ЧХ обобщенных координат, определяются ЧХ пере­мещений, скоростей или ускорений любой точки кузова, рам тележек, элементов тяговых приводов. При заданных входных спектраль­ных плотностях вычисляются функции спектральной плотности обоб­щенных координат и всех выше перечисленных выходных процессов.

В данной работе оценка динамических качеств экипа­жа выполнена по средним значениям абсолютных максимумов  [1] и коэффициенту плавности хода С в кабине ма­шиниста.

Используя приближенное выражение плотности распределения абсолютных максимумов стационарного гауссовского процесса и упрощения, предложенные В.В. Болотиным [2], средние значения аб­солютных максимумов выходных процессов определялись по формуле:

,                                                                         (1)

где  – эффективная частота процесса;

среднее квадратическое отклонение (стандарт) процесса и его первой производной;

t – длина реализации: согласно [3] t=30 с.

Для вычисления  по формуле (1) необходимо иметь значения  , которые вычислялись следующим образом:

1.                     Стандарт перемещения, скорости или ускорения в точке А кузова и тележек, а также тяговых двигателей (редукторов) в центре масс

,                                                                                              (2)

где  – функция спектральной плотности суммарных перемещений, скоростей или ускорений в точке А кузова, тележки или центра масс тягового двигателя (ре­дуктора).

2. Стандарт коэффициента динамики i-того комплекта рессорного подвешивания

,                                                                                       (3)

где  – функция спектральной динамической силы, действующей в i-том комплекте рессорного подвеши­вания;

 – статическая сила, действующая на i-тый комплект рессорного подвешивания.

3. Стандарт динамического момента на валу якоря j-того тягового двигателя

,                                                                                            (4)

где  – функция спектральной плотности динамического момента на залу якоря j-того тягового дви­гателя.

4. Стандарт расцентровки муфты j-той тяговой передачи

,                                                                                            (5)

где  – функция спектральной плотности расцентровки муфты               j-той тяговой передачи.

5. Стандарт динамического усилия в амортизаторе подвески j-того тягового двигателя (редуктора).

,                                                                                             (6)

где  – функция спектральной плотности динамического уси­лия в амортизаторе подвески j-того тягового двигателя (редуктора).

6. Стандарт коэффициента динамики по вертикальному воздей­ствию экипажа на путь под m-ным колесом

,                                                                                           (7)

где  – функция спектральной плотности динамической силы под m-ным  колесом;

П – статическая нагрузка от колеса на рельс.

Коэффициент плавности хода Шперлинга в кабине машиниста определяется по формуле [4]:

,                                                                     (8)

где  – функция спектральной плотности суммарных верти­кальных перемещений пола кузова в кабине машинис­та;

 – «физиологический» коэффициент, характеризующий чувствительность организма человека к вертикаль­ным колебаниям, определялся по формуле:

,                            (9)

Умножив подинтегральное выражение формул (21) - (7) на f2, получим формулы для определения стандартов первых про­изводных процессов , которые необходимы для вычисления эффективных частот.

Например, используя формулу (6), получим

,                                                                                       (10)

Основными критериями качества, по которым в дальнейшем бу­дет производиться оптимизация параметров рессорного подвешива­ния, выбраны: средние значения абсолютных максимумов коэффициентов динамики в центральном  и буксовом  рессорном подвешивании, ускорения  в кабине машиниста и суммарного вертикального перемещения автосцепок , а также коэффициент плавности хода С в кабине машиниста.

Остальные ПДК будут являться дополнительными критериями, по которым, наряду с основными, будет осуществляться оценка динами­ческих качеств исследуемых экипажей на пространственной матема­тической модели.

Предельно допустимые значения основных критериев качества приведены в таблице 1 согласно [5].

 

Таблица 1 – Допустимые значения основных динамических показателей качества механической части электровозов (тепловозов) при вертикальных колебаниях

Показатели качества

[C-]

[], м/с2

[]

[]

[], м

Численное значение

3,75

3,92

0,35

0,35

0,055

 

Выводы. Рассмотренная методика исследования пространственных колебаний подвижного состава позволяет определять динамические качества железнодорожных экипажей по по средним значениям абсолютных максимумов  и коэффициенту плавности хода С в кабине ма­шиниста, на основе предельно допустимых значений основных критериев качества.

 

Литература

 

1. Скалин А. В. Расчет пневматических гасителей колебаний и оптимизация их параметров // Вестник ВНИИЖТ.-1983.-№2.-с.30-33.

2. Болотин В. В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений М.: Стройиздат, 1982. 350с.

3. Стендовые исследования демпфирования пневморессор. / А. В. Кузнецов, Б. Завт. Труды ВНИИВ, вып. 17, М. 1972 г., с. 113.

4. Камаев В. А., Никитин В. Вертикальные колебания надрессорного строения тепловоза ТГ16 с различными параметрами индивидуального рессорного подвешивания. / Труды БИТМ. Вып.23 Брянск, 1971. с,169-176.

5. Применение резиновых элементов в системах рессорного подвешивания. / Дж. Л. Коффман и Д. М. Фэйрвезер. Journal of the Institution engineers, 1966-1967, т56, ч.4, №312 с. 331-423.