Влияние теплофизических процессов на фрикционные свойства пары „колесо – рельс“ в зоне контакта

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

В. П. Франчук, доктор технич. наук, профессор, orcid.org/0000-0003-0808-6606, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

К. А. Зиборов, кандидат технич. наук, доцент, orcid.org/0000-0002-4828-3762, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. В. Кривда,кандидат технич. наук, доцент, orcid.org/0000-0002-8304-2016, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С. А. Федоряченко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-8512-3493, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Abstract:

Цель. Определение закономерностей изменения параметров сцепления пары „колесо ‒ рельс“ рельсового транспорта и сопутствующих им энергетических затрат с учетом теплофизических процессов в зоне контакта при передаче движения трением для различных условий взаимодействия.

Методика. Разработана аналитическая модель взаимодействия колеса и рельса на элементарном участке контакта при наличии нормального и тягового усилия. Получена зависимость, которая описывает изменение усредненной температуры на пятне контакта пары „колесо ‒ рельс“ от скорости движения локомотива. Определено текущее значение модуля упругости материала контактирующей пары в зависимости от времени контакта.

Результаты. На основе теоретических исследований параметров движения транспортного средства по рельсовому пути сформулирована математическая модель реализации тягового усилия при нестационарном прямолинейном движении. Для определения степени влияния изменения температуры на пятне контакта пары „колесо ‒ рельс“, связанной со скоростью движения локомотива и относительной скоростью выходных звеньев, получены зависимости для коэффициента, характеризующего тяговую способность транспортного средства.

Научная новизна. С учетом теплофизических про­цессов, происходящих при взаимодействии контактирующих тел, получены аналитические зависимости для определения тяговой способности при различных скоростях движения экипажной части и относительной скорости движения колеса и рельса для магистральных и шахтных локомотивов. Предложенные зависимости учитывают изменения свойств поверхностных слоев контактирующей пары.

Практическая значимость. Знание физики процессов, происходящих в зоне контакта пары „колесо ‒ рельс“, позволит более точно прогнозировать тяговые свойства транспортных средств, выполнять сравнение возможных вариантов на стадии их проектирования и в значительной степени ускорит процесс выбора структурной схемы. Это позволит разработать рекомендации и предложения по модернизации и совершенствованию уже существующих транспортных средств.

References.

1. Franchuk, V.P., Ziborov, К.А., Fedoriachenko, S.A. and Krivda, V.V., 2017. On Wheel Rolling Allong the Rail Regime with Longitudinal Load. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3, рр. 75–80.

2. Lewis, R., Magel, E., Wang, W.-J., Olofsson, U., Lewis, S., Slatter, T. and Beagles, A., 2017. Towards a standard approach for the wear testing of wheel and rail materials. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit [e-journal], 231(7), pp. 760‒774. DOI: 10.1177/ 0954409717700531.

3. Zabolotny, K. and Panchenko, E., 2010. Definition of rating loading in spires of multilayer winding of rubberrope cable. New Techniques and Technologies in Mining: School of Underground Mining 2010. CRC Press/Balkema, рр. 223–229.

4. Aditya Kadian, Sampann Arora, Akshath Sharma, Girish M. Joshi, Mayank Pandey, Anji Polu Reddy, Joshi, M. J. and Thomas, P., 2016. Improved dielectric constant of thermoplastic blend as a function of alumina loading. Measurement, 90, pp. 461‒467.

5. Semrad, K., Cernan, J. and Draganova, K., 2016. Rolling Contact Fatigue Life Evaluation Using Weibull Distribution. Mechanics, Materials Science & Engineering, 3(1), pp. 28‒34. ISSN: 2412—5954.

6. Ahmed Abdelmoamen Khalil, 2017. Negative Impacts on Railway Embankments Exposed to Wind-Blown Sand and Optimizing the Economic Height. Mechanics, Materials Science & Engineering [e-journal], 10. DOI: seo4u.link/10.2412/mmse.39.59.615.

7. Protsiv, V.V. and Monya, A.G., 2003. Experimental determination of characteristics of clutch of mine locomotive under the braking conditions, Metallurgicheskaya i Gornorudnaya Promyshlennost [online], 2, pp. 95‒97. Available at: <https://www.researchgate.net/publication/293546988_Experimental_determination_of_characteristics_of_clutch_of_mine_locomotive_under_the_braking_conditions> [Accessed 2 July 2017].

8. Bajelan, A. and Akbarimajd, A., 2016. A new mechanism for passive dynamic object manipulation along a curved path. Journal for Control, Measurement, Electronics, Computing and Communications, 57(1), pp. 188‒200.

9. Ziborov, K.A., Protsiv, V.V., Fedoriachenko, S.O. and Verner, I.V., 2016. On Influence Of Design Parameters Of Mining Rail Transport On Safety Indicators. Mechanics, Materials Science & Engineering, 2(1), pp. 63‒70.

10. Kyrychenko, Y., Samusia, V. and Kyrychenko, V., 2012. Software development for the automatic control system of deep-water hydrohoist. In: Geomechanical Processes During Underground Mining - Proceedings of the School of Underground Mining 2012 [online], pp. 81‒86. Available at: <http://antosoft.net/ebooks/ 75678-geomechanical-processes-during-underground-mining-school-of-underground-mining-2012.html> [Accessed 24 July 2017].

11. Ilin, S.R., Samusia, V.I., Ilina, I.S. and Ilina, S.S., 2016. Influence of dynamic processes in mine hoists on safety exploitation of shafts with broken geometry. Naukovyi Visnyk Natsіonalnoho Hіrnychoho Unіversytetu, 3, pp. 42–47.

12. Matsyuk, I. and Shlyahov, E., 2015. The research of plane link complexstructure mechanisms by vector algebra methods, Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 3(7), pp. 34‒38.

13. Kravets, V.V. and Kravets, T.V., 2009. Kinetic energy of an asymmetric rigid body moving around a fixed point: Invariant representation in terms of quaternion matrices. International Applied Mechanics [e-journal], 45(12), pp. 1374‒1379. DOI: 10.1007/s10778-010-0275-7.

14. Kolosov, D., Dolgov, O. and Kolosov, A., 2013. The stress-strain state of the belt on a drum under compression by flat plates. In: Annual Scientific-Technical Colletion — Mining of Mineral Deposits, pp. 351‒355.

15. Samusia, V.I., Oksen, Y.I. and Radiuk, M.V., 2013. Heat pumps for mine water waste heat recovery. Annual collection of scientific-technical papers “Mining of mineral deposits”, pp. 153–157. DOI: 10.1201/b16354-27.

 повний текст / full article



Посетители

2110719
Сегодня
За месяц
Всего
348
22711
2110719

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

49000, г. Днепропетровск,
пр. К. Маркса 19, корп. 3, к. 24а
Тел.: 47-45-24
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Вы здесь: Главная Главная RusCat Архив журнала 2018 Содержание №2 2018 Геотехническая и горная механика, машиностроение Влияние теплофизических процессов на фрикционные свойства пары „колесо – рельс“ в зоне контакта