Symulacyjne badanie zużycia profili niezależnie obracających się kół z wykorzystaniem różnych modeli wózków tramwajowych Simulation study of independent wheel profiles wear using different kinds of tram bogies

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 112. Transport. 2016. $#% 67

(2) ! ) . ]$_/ ]4* 4* ._<] 6`/ 4*. /*<4* 6 q]{ 3x9 . )]36.]1 4*$ x<4]{ $6*/ WÓZKÓW TRAMWAJOWYCH G'

(3) O

(4) . Streszczenie:

(5) ?

(6) na podstawie wyników symulacji

(7) '

(8) ?

(9)

(10) ' $ zeprowadzono badania porównawcze wybranych modeli ?

(11)

(12) ' ¼

(13) !

(14) ! $C

(15)

(16) '

(17)

(18) $-

(19)

(20)

(21) $

(22)

(23)

(24)

(25)

(26) ! ' $ #

(27) ! ?

(28)

(29) '!?

(30) . 1. WPROWADZENIE ' F

(31)

(32)

(33) [1]. Nowoczesne ? konstrukcyjne

(34) ? $/

(35)

(36) yjnym jest y !

(37) F

(38) ' F ' [2]. Coraz c'

(39) ? ?

(40)

(41) ' (IRW), które

(42) $:'?

(43)

(44) sztywnej osi powoduje niekorzystne efekty takie jak brak stabilizacji na torze prostym lub ?

(45) [3]. * F

(46) ' IRW F

(47)

(48) ! ? odzaju koncepcje aktywnego [4] i pasywnego sterowania. W artykule

(49) '

(50)

(51)

(52)

(53) ! ' F ?

(54) F?

(55) .

(56) 314. -

(57) . $W c

(58) ?

(59) ? '*

(60) $ '

(61)

(62)

(63)

(64) , a

(65) .

(66)

(67) #

(68) . ?

(69) &

(70) [5]. .

(71) F

(72)

(73) . ?

(74)

(75) ' ! ?

(76) '

(77)

(78) '$ ? F

(79) . ?

(80) $. 2. MODELE WÓZKÓW -

(81) Simdel [6]

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87) !

(88)

(89)

(90)

(91) '?-

(92)

(93)

(94)

(95)

(96) $ ?

(97)

(98) $ C ?

(99) !

(100) '

(101) '

(102)

(103)

(104)

(105)

(106) jowych PST/Ri60n.. a) . c)

(107)

(108) ? . b) . & zawieszone na wahaczach. Rys. 1$- ?

(109)

(110) $

(111)

(112) !

(113)

(114) '?-

(115)

(116) styka liniowych.

(117) ,

(118) ?

(119) ?

(120)

(121)

(122) ' …. 315. Model kontaktu oparto na uproszczonej teorii Kalkera i algorytmie FASTSIM [7]. Aby

(123) F

(124) !

(125)

(126)

(127)

(128) !

(129) .

(130) # ' F!&!

(131) -

(132)

(133) obszar #

(134)

(135) ´&!

(136) '

(137) $

(138) ?

(139)

(140) O a)

(141) #?

(142) &! #,,&!? 3 SSW, b)

(143) ? ! ?

(144) ! ,,!? ,,! c)

(145)

(146)

(147) ? !? cowane do ramy posiada 3 SSW, model wózka posiada 17 SSW, d)

(148) ? !?

(149)

(150)

(151) !?

(152) ,,! ,,, Schematy modeli przedstawion 1. Tablica 1 $

(153) 22

(154) " +# $

(155) 22

(156) " +#. 3. 6+. .

(157). Rama wózka. Masa [kg]. 335. 90. 774. 2340. Ix [kgm2]. 9,1. 17. 315. 506. Iy [kgm ]. 18,2. 2,2. 38. 422. Iz [kgm2]. 9,1. 17. 315. 860. 2.

(158) ' ?

(159)

(160) ?

(161) pów. Pparametry takie jak '

(162)

(163) podobne we wszystkich czterech modelach wózków. Wybrane parametry przedstawiono w tablicach 1 i 2. Tablica 2 Parametry zawieszenia pierwszego stopnia Parametry zawieszenia. Rama-

(164). Rama- 2# . Rama– wahacz. , F ? H . 4000. 4000. 4000. , F

(165) H . 3000. 3000. 3000. , F H . 1200. 1200. 1200. , F' H . –. 2000. 300. ) H . 30. 30. 30. Geometr ? wszystkich modelach; baza # ? & 1,8 m,

(166) 0,33 m,

(167) ? 1,6 m..

(168) 316. -

(169) . 3. PORÓWNANIE WYNIKÓW BADANIA OSOBNYCH MODELI WÓZKÓW , # F&

(170) $)

(171)

(172)

(173)

(174) !

(175) '

(176) $ ''

(177) !

(178)

(179) !$

(180) ' F

(181)

(182)

(183) nych modeli wózków

(184)

(185) '# u). Na rysunku 1 pokazano wyniki ruchu wózków

(186) ?

(187) '

(188) '?

(189) ! nabiegania ramy wózka ' $. a) . c)

(190)

(191) ? . b) . d)

(192)

(193) . Rys. 2$

(194)

(195) '

(196) '

(197)

(198) (wózki samodzielne); y - ?

(199) !Þ– lub ramy wózka. ' ' !

(200) !

(201) $ ! '

(202) $ Wykresy p? a poprzecznego kó charakterystyczne dla poszczególnych konstrukcji.

(203) ,

(204) ?

(205) ?

(206)

(207)

(208) ' …. 317. wózków; zestawy

(209) #&

(210)

(211)

(212) tralnej ruchem oscylacyjnym, natomiast przemieszczenie poprzeczne wózków ? #%G!!

(213) !& ' ! .

(214) ?

(215) $ Mo? ?

(216) !

(217) wózek IRW # ' ! ' &$

(218) ?

(219)

(220) %G ! ? a ?

(221) F '

(222) !

(223)

(224)

(225) $ Analiza przyczyn zajmowania przez wózek IRW

(226)

(227)

(228) ? $ ?

(229)

(230) !którego war F

(231)

(232)

(233)

(234)

(235) $ ?

(236) !

(237)

(238)

(239)

(240)

(241) ? cie tribologiczne.. ' (lewe). ' # &. ' (prawe). ' # &. Rys. 3$@

(242)

(243)

(244)

(245) . Poszczególne modele wózków: & !& !

(246) &

(247)

(248) ? !&

(249)

(250) . Na rysunku 3 pokazano

(251)

(252)

(253)

(254) wózków. , F

(255)

(256) ?

(257) $ Maksy F

(258)

(259)

(260)

(261) 4 kN #

(262)

(263)

(264) H!

(265) .

(266) !&$ Na rysunku 4 '

(267)

(268) ?

(269) ?

(270)

(271) ! ?

(272) obliczono w postaci ubytku pola powierzchni

(273) $ C? F

(274)

(275) .

(276) 318. -

(277) . ?[8]. F?

(278)

(279) ?

(280)

(281) $. Rys. 4$

(282)

(283) ?

(284) ¼&zestawy !& , c)

(285)

(286) ? !&zawieszone na wahaczach. 4. PORÓWNANIE WYNIKÓW BADANIA MODELI WÓZKÓW WRAZ Z $6*/*$ 9*&6 6 ._

(287)

(288) '

(289)

(290) !

(291) a struktury modelu przedstawiona jest na rysunku 5.. Rys. 5. - '

(292)

(293) . Model tramwaju

(294) ' ?

(295) przecznej

(296)

(297)

(298) $ Razem z wózkami konwencjonalnymi model posiada 58 stopni swobody!

(299) wane !

(300) '

(301) $ stawowe dane techniczne i parametry masowo-

(302)

(303) '

(304) truowanego przez PESA Bydgoszcz.

(305)

(306)

(307)

(308) !

(309)

(310) .

(311) ,

(312) ?

(313) ?

(314)

(315)

(316) ' …. 319.

(317) ' ? !H!

(318) .

(319) 0,4.

(320) $. a) . c)

(321)

(322) ? . b) . d) zawieszone na wahaczach. Rys. 6$

(323)

(324) '

(325) '

(326)

(327) # " &¼- ?

(328) !Þ– zka. Ky nabiegania

(329) " pokazane na rysunku 6 ? ' nieco

(330) # 2&$ '

(331) osiowy z

(332) '

(333) ? , a

(334) powoduje ustawienie zestawu

(335)

(336) ?

(337) . ? u ?

(338) ! ? y styczne s bliskie zeru. tów nabiegania ?

(339)

(340)

(341)

(342)

(343) !

(344)

(345) rysunku 7..

(346) 320. -

(347) . ' # &. ' # &. ' # &. ' # &. Rys. 7$@

(348)

(349)

(350)

(351) # " &. Poszczególne modele wózków: & !& mostowej, c)

(352)

(353) ? !&

(354)

(355) . Na rysunku 8 '

(356)

(357)

(358) ?

(359)

(360) " $?

(361) osadzonych na osi pomostowej #&

(362) ? ?

(363)

(364)

(365) ?

(366) (c) zarówno

(367)

(368) $. Rys. 8$

(369)

(370) ?

(371) # " &¼a) !& , c)

(372)

(373) ? !&

(374)

(375) .

(376) ,

(377) ?

(378) ?

(379)

(380)

(381) ' …. 321. H ' ?

(382)

(383)

(384) #&$| ' F !

(385)

(386) ' ?

(387)

(388) $H ?

(389)

(390)

(391)

(392) #&$. 5. PODSUMOWANIE '

(393) ?

(394)

(395) ?

(396)

(397)

(398) $ ?

(399)

(400) ' ?

(401) pasywnego oraz model wózka konwencjonal

(402) $ Porównanie wykonano w dwóch etapach, w pierw !

(403)

(404) #

(405)

(406) &$ ? '

(407)

(408) ! pod '?

(409)

(410)

(411) $Posadowienie nadwozia pojazdu na wózkach ma pe '

(412)

(413)

(414) $

(415) ?

(416) ? ' #

(417) &!

(418) $

(419)

(420)

(421) ?

(422) .

(423) ?

(424) ' ? tylnych konwencjonalnych wych.

(425) '?

(426) przednim zestawie m. Rodzaj ?

(427) F?

(428) . '

(429) ?

(430)

(431)

(432) ? ych (c& ' ? ?

(433)

(434) #b).. Bibliografia 1. TCRP Report 2, Booz - Allen & Hamilton Inc, "Applicability of Low-Floor Light Rail in North America," Transportation research board, Washington, 1995. 2. Romaniszyn Z., Podwozia wózkowe pojazdów szynowych. Kraków: Wydawnictwo Instytutu Pojazdów Szynowych Politechniki Krakowskiej, 2010. 3. Dukkipati R. V., Narayana Swamy S., Osman M.O.M., "Independently Rotating Wheel Systems for Railway Vehicles-A State of the Art Review," Vehicle System Dynamics: International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility, Volume 21, Issue 1, pp. 297-330, 1992. 4. @

(435) *$! , -$! /? )$! -

(436) %$! Ý-

(437) ?

(438)

(439) ' ' !ÝLogistyka, no. 4, pp. 132-139, Apr. 2015. 5. Archard J.F., "Contact and Rubbing of Flat Surfaces," Journal of Applied Physics, vol. 24, pp. 981-988, 1953. 6. -$! - G$! Ý

(440)

(441)

(442)

(443)

(444) podstawie testów referencyjnych," Czasopismo Logistyka nr 4, ISSN 1231-5478, 2015. 7. Kalker J.J, "Fast Algorithm for the Simplified Theory of Rolling Contact," Vehicle Systems Dynamics, vol. 11, 1982. 8. -$ ! Ý,

(445) ?

(446) !

(447) '

(448)

(449) promieniach," Czasopismo Logistyka, vol. 4, 2015..

(450) 322. -

(451) . SIMULATION STUDY OF INDEPENDENT WHEEL PROFILES WEAR USING DIFFERENT KINDS OF TRAM BOGIES Summary: The article presents a comparison of wear magnitude of the wheel profiles, as a result of interaction between the track and the running gear of the bogies equipped with independent rolling wheels. Comparative simulation of selected models of bogies was carried out, the bogies differ in guiding system of the wheels; used such systems as axlebridge, column and swingarm guidance. Comparison is complemented by the conventional reference model of bogie having wheelsets with rigid axle coupling both wheels. Models were examined separately and in conjunction with a model of the entire tram. The simulation uses a nonlinear mathematical model of the dynamics of wheels and rails interaction, the wheel and rail profiles were adopted on the basis of measurements. Keywords: simulation, independently rotating wheels, wear.

(452)