Применение упругозащищенного гидравлического гасителя колебаний в рессорном подвешивании локомотивов

Введение. В экипажной части современных локомотивов для демпфирования вертикальных колебаний, возникающих в буксовой ступени рессорного подвешивания, широко применяют гидравлические гасители колебаний, сила сопротивления которых прямо пропорциональна скорости деформации рессорного комплекта. Высокий уровень частот и амплитуд колебаний в буксовой ступени приводит к значительному увеличению скорости деформации и диссипативных сил, что вызывает частые отказы гидравлических гасителей колебаний. Поэтому вопросы, связанные с повышением работоспособности буксовых гидравлических гасителей, являются актуальными.

Материалы и методы. Для оценки эффективности применения в буксовом подвешивании упругозащищенно- го гидравлического гасителя колебаний проведено исследование колебаний упрощенной модели электровоза 2ЭС5К с типовой схемой буксовой ступени рессорного подвешивания и схемой с упругозащищенным гидравлическим гасителем колебаний. В качестве кинематического возмущения колебаний использовался высокочастотный случайный процесс. Решение системы дифференциальных уравнений было выполнено в программном пакете MatLab — Simulink численным интегрированием с помощью метода Рунге — Кутты IV порядка. В результате решения были получены реализации стационарных и эргодических случайных процессов.

Результаты. Сравнение полученных характеристик случайных процессов колебаний этих двух вариантов показало, что применение упругозащищенного буксового гасителя колебаний существенно снижает частотный диапазон и амплитуды диссипативных сил, благодаря чему обеспечивается снижение количества отказов буксовых гасителей и увеличение межремонтных пробегов.

Обсуждение и заключение. Показанная эффективность применения схемы с упругозащищенным буксовым гасителем колебаний позволяет повысить надежность гасителя. Для определения межремонтного пробега следует провести подконтрольную эксплуатацию или испытания опытного образца буксового узла с упругозащищенным гасителем колебаний и уточнить значения параметров такого узла.

1. Механическая часть тягового подвижного состава: учеб. / И. В. Бирюков [и др.]. М.: Транспорт, 1992. 440 с.

2. Savoskin A. N. Selection of springs and vibration dampers connection diagram in railway vehicles spring suspension // Sciences of Europe. 2019. No. 13. P. 61–66.

3. Правила тяговых расчетов для поездной работы: норматив. произв.-практ. изд. М.: ОАО «РЖД», 2016. 515 с.

4. Осипов С. И., Осипов С. С., Феоктистов В. П. Теория электрической тяги: учеб. / под ред. С. И. Осипова. М.: Маршрут, 2006. 436 с.

5. Голубенко А. Л. Сцепление колеса с рельсом: монография. Киев: Випол, 1993. 448 с.

6. Расчетные неровности железнодорожного пути для использования при исследованиях в проектировании пассажирских и грузовых вагонов: руководящий документ по отрасли: РД 32.68-96: утв. МПС РФ от 6 января 1997 г. № А-11у. М., 1997.

7. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1958. 464 с.

8. HamdiR. T. A., Abdul-Hussein M. A. Using Matlab — Simulink for Solving Differential Equations // Journal of Scientific and Engineering Research. 2018. Vol. 5, No. 5. P. 307–314.

9. Hroncová D., Šarga P., Gmiterko A. Simulation of Mechanical System with Two Degrees of Freedom with Bond Graphs and MATLAB/Simulink // Procedia Engineering. 2012. Vol. 48. P. 223–232. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.09.508.

10. ГОСТ Р 55513–2013. Локомотивы. Требования к прочности и динамическим качествам: нац. стандарт Российской Федерации: дата введения 2014-07-01. М.: Стандартинформ, 2014. 45 с.