Powłoki samosmarowne kół zestawów kołowych w aspekcie właściwości dynamicznych pojazdu szynowego Wheelsets’ self-lubricating coatings in terms of rail vehicle dynamic properties

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 124. Transport. 2019. Andrzej Chudzikiewicz, Politechnika Warszawska, W Transportu. Ignacy Góra # ?

(2) ". &:*):# ':':*48 #6) +8'*6* #:):*; < * '&8# 8 *)3 *:3 DYNAMICZNYCH POJAZDU SZYNOWEGO +

(3) , czerwiec 2019. Streszczenie:

(4) @

(5) @.

(6)

(7)

(8)

(9) ( .

(10)

(11) Q

(12) B

(13) # $

(14) .

(15) Q `

(16)

(17)

(18)

(19) "

(20) F

(21) #

(22)

(23) krywanie powierzchni F @

(24)

(25) @ #F cych Q

(26)

(27) # #.

(28)

(29)

(30)

(31)

(32) #

(33) @ . . # "

(34) Q

(35) F

(36)

(37)

(38) samosmarownej na $ " . W artykule przedstawiono rezultaty symulacyjnych analiz zachowania dynamicznego dwuosiowego wagonu towaro" "

(39) # #

(40) #

(41) Q '

(42) ? @ ( @

(43) . 1. *'=& V

(44)

(45)

(46)

(47) . i #

(48) ( Q x @ "

(49)

(50)

(51) F szania nacisków

(52) @

(53) B F

(54) " @ "

(55)

(56) F

(57) Q &

(58)

(59)

(60)

(61) " F

(62) .

(63) "

(64)

(65) #

(66)

(67) F #

(68)

(69)

(70) Q @

(71) .

(72) /+ < :@ B . # .

(73)

(74)

(75) "#

(76) Q & #

(77) .

(78) 20. Andrzej Chudzikiewicz, +( Melnik, Ignacy Góra.

(79)

(80)

(81)

(82)

(83) F B . "

(84) @

(85)

(86)

(87)

(88) . @ (

(89) " "

(90)

(91)

(92)

(93) Q x

(94) B@. "

(95) "

(96)

(97) @

(98) F

(99)

(100) @

(101)

(102) -szyna, bez ingerencji w kon ""Q & @ . trakcyjn @

(103) #

(104)

(105) . #

(106) ""@

(107)

(108) "

(109)

(110) . i szyn [3, 7, 13, 16]. =

(111)

(112) #@

(113)

(114) h osi i

(115)

(116) @

(117) #

(118) ( #.

(119) ( @

(120) #

(121) Q V

(122) F

(123)

(124)

(125) "

(126)

(127) @

(128) .

(129)

(130) @

(131)

(132) B "

(133) . #

(134)

(135) Q V "

(136) @

(137)

(138) . i

(139) "

(140) Q

(141) #

(142) # owego "

(143)

(144) "

(145) @

(146)

(147) "

(148) # – emisja resztek

(149) "

(150) Q ! ( "# B.

(151)

(152)

(153)

(154) #@ tnio

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)

(160) Q. &

(161)

(162) @

(163)

(164) "

(165)

(166)

(167) @ F

(168)

(169) a zachowanie dynamiczne pojazdu [5]Q + @ #

(170) F wet do 95% [19], jest spodziewanym efektem zastosowania modyfikatorów tarcia, jednak

(171)

(172) # (

(173)

(174)

(175)

(176) . Q

(177)

(178)

(179) #

(180) #

(181)

(182)

(183) ".

(184)

(185)

(186)

(187) ia dynamicznego dwuosiowego wagonu towarowego z

(188) Q. 2. 8:5; 89+ " +4; =5+; #:)8 '+;4` W pracach [10, 22]

(189)

(190)

(191)

(192)

(193) F

(194)

(195)

(196) @

(197) "

(198)

(199) .

(200) "

(201) F

(202) Q x

(203)

(204) "

(205) B

(206)

(207) .

(208)

(209)

(210) B ,25<#<0,Q "

(211)

(212) .

(213)

(214)

(215) Q V #

(216) # F #

(217) @ " "# B

(218)

(219) /Contact Rolling Fatigue) oraz

(220) B

(221) [11]Q V

(222) B F

(223)

(224)

(225)

(226) B

(227) /# < {:

(228) "#

(229) .

(230)

(231) Q )

(232) #

(233) F

(234)

(235) ia zilustrowano na rysunku 1..

(236)

(237) dynamicznych …. 21. Rys. 1.

(238)

(239)

(240)

(241)

(242)

(243)

(244) ": opracowanie na podstawie [22]..

(245) #

(246)

(247)

(248)

(249)

(250) #.

(251) #B

(252)

(253)

(254) Q &B

(255)

(256) .

(257) #

(258) .

(259)

(260)

(261) F

(262) Q (

(263) @

(264) @

(265)

(266) Q V

(267)

(268) #. jedna

(269) @ ( #

(270)

(271)

(272) . "#.

(273) #B

(274)

(275)

(276) $ "Q (

(277)

(278)

(279) .

(280). jest trudny do oszacowania. § #

(281)

(282)

(283) y podzielone przez Kalouska [9] na trzy kategorie: §rodki smarne (Low Coefficient of Friction Modifiers, LCF) – # ( F @

(284) # B

(285)

(286)

(287) ,{Q § F

(288)

(289) #

(290)

(291) #@

(292) F

(293) Q " B

(294)

(295)

(296) Q M (

(297)

(298) / ¨: – do stosowania w obszarze

(299)

(300)

(301)

(302) Q V

(303) # nnik tarcia w przedziale od 0,2 do 0,4. M (

(304)

(305) / ¨: –

(306) . "

(307)

(308) @

(309) # B

(310)

(311) F ,4. <

(312)

(313) " / ¨:

(314)

(315) F

(316)

(317)

(318)

(319) #Q &

(320)

(321) F

(322) "

(323)

(324) " (

(325) @ "

(326) .

(327)

(328) .

(329)

(330)

(331)

(332)

(333)

(334) . Q (

(335)

(336)

(337)

(338) .

(339) # /

(340) @

(341) :@

(342)

(343)

(344)

(345)

(346) F szej analizy. V "

(347) @

(348)

(349)

(350)

(351)

(352) . w

(353)

(354)

(355)

(356) @

(357)

(358) ".

(359)

(360)

(361) # " Q &

(362) #" @

(363) F " # #

(364) # $ [20]: #

(365)

(366) – zwykle w postaci specjalnie przystosowanych pojazdów kole @

(367)

(368) #

(369)

(370)

(371) ,.

(372) 22. Andrzej Chudzikiewicz, +( Melnik, Ignacy Góra. #

(373) ytorowe – #

(374)

(375)

(376) @ F

(377)

(378) "

(379)

(380) , #

(381)

(382)

(383) – #

(384) @ #

(385) F

(386)

(387) @ #

(388) .

(389) #Q §

(390) #

(391) "

(392) " . / ( : #

(393) B

(394)

(395)

(396) Q VF

(397)

(398)

(399)

(400) nak nie jest pozbawione wad. Nie

(401)

(402)

(403) "

(404) "

(405) B

(406) F

(407)

(408) .

(409)

(410)

(411)

(412) " Q

(413) "

(414) .

(415) " "

(416)

(417) Q | od miejsca ostatniej aplikacji [14]. Kolej

(418) # # "

(419) "

(420)

(421) $

(422)

(423) .

(424) "

(425)

(426) Q V

(427)

(428) " @ "

(429)

(430) . "#

(431) B "# "

(432) #

(433) Q *

(434) @

(435) F

(436)

(437)

(438)

(439)

(440)

(441)

(442)

(443) F

(444) Q )

(445)

(446)

(447)

(448) "

(449)

(450) #

(451)

(452) . (

(453)

(454) #

(455)

(456) /"

(457)

(458) "

(459) @.

(460)

(461) B @ "

(462) Q

(463) @

(464) $ . i

(465)

(466) "

(467)

(468)

(469)

(470) " F

(471) @

(472)

(473) B

(474)

(475)

(476) "@ Q: B

(477) .

(478)

(479)

(480)

(481)

(482) "Q. )"

(483)

(484)

(485)

(486) .

(487) " Q =

(488)

(489) . # osowane

(490)

(491) .

(492)

(493)

(494)

(495)

(496) . Q & B F

(497)

(498)

(499) Q ! /

(500) Q )

(501) @ !|): #

(502) .

(503)

(504)

(505)

(506)

(507)

(508) " @ kach,

(509) Q@ "

(510)

(511) #

(512)

(513)

(514) Q. ? /

(515) Q ? x@ ? =@ &=: #

(516)

(517) F

(518) @

(519) " ch [21]. Z #

(520) -

(521) / #

(522) ".

(523) #

(524)

(525)

(526)

(527)

(528)

(529) : #F

(530)

(531) {5].. 3. :(8# (5q 3.1. MODEL WAGONU DWUOSIOWEGO ^

(532)

(533)

(534)

(535) F

(536)

(537) "

(538)

(539) #" # " /rys. 2). Parametry

(540) # " & (tQ {:@

(541) .

(542) B@

(543)

(544)

(545)

(546)

(547) " @.

(548)

(549) dynamicznych …. 23. B

(550) B

(551)

(552) Q . @

(553)

(554) $

(555)

(556) B

(557)

(558) "F

(559) " Q +

(560) "

(561)

(562)

(563) @. a nacisk osi wynosi 22, Q "

(564) #

(565) ( ){|Q Tab. 1 Parametry modelu wagonu dwuosiowego Parametry masowo--. Masa nadwozia !

(566)

(567)

(568) Ixx Iyy Izz ! " !

(569)

(570) " Ixx Iyy Izz Parametry zawieszenia )

(571) B

(572)

(573)

(574) x )

(575) B

(576)

(577)

(578) y )

(579) B

(580)

(581)

(582) z ?

(583)

(584) " . Parametry geometryczne )B Rozstaw punktów kontaktu + . $ . 40770 kg 35·103 kg·m2 220·103 kg·m2 220·103 kg·m2 1925 kg 950 kg·m2 950 kg·m2 150 kg·m2 12·106 N/m 640·103 N/m 1,8·106 N/m 100·103 Ns/m 1435 mm 1500 mm 5,2 m 0,5 m. !

(585)

(586) *-Rail firmy VI-Grade pakietu ADAMS. Jest to aplikacja typu MBS (Multibody S : #

(587)

(588) . i

(589)

(590) @

(591) F

(592) @ #

(593) # #

(594)

(595) # [4]. Po"

(596)

(597) "# B #

(598) # "@ # F nematyczne. V

(599) ;;!) "

(600)

(601) "

(602)

(603) . # F

(604)

(605) $ "

(606)

(607)

(608) "

(609)

(610) "Q VF

(611)

(612)

(613)

(614)

(615) ;;!) #.

(616) $ "raiczno-

(617) @

(618) ( Lagrange’a, przedstawionych w ogólnej postaci [12] . +

(619) = gdzie: q –

(620) "

(621)

(622) © L – "

(623)

(624) /

(625)

(626) "

(627)

(628) .

(629)

(630)

(631) L = T – V); $q – ` " © ª –

(632)

(633) "

(634) "«© Q –

(635)

(636) Q. (1).


(638)

(639)

(640) $

(641) # #

(642) ;;!). numeryczn @ "

(643) # x

(644) -Raphsona. )

(645)

(646)

(647)

(648) F

(649) <

(650) =

(651)

(652) /&+<x:@ F

(653) "

(654) ( .

(655)

(656) czenia chwilowych parametrów kinema

(657)

(658) -

(659) " Q

(660)

(661) .

(662)

(663)

(664) "@

(665) #

(666) B

(667)

(668) F " . Q !

(669)

(670)

(671)

(672) . i jest preferowana w badaniu zachowania dynamicznego pojazdu. Metoda WRGEN. wyko #

(673) ¨;)?)*!

(674) # [2, 8]

(675) .

(676) Q

(677)

(678)

(679) B Polacha [18].. v0x0 :589 +71; #:) + &:*):#` ':':*4` @

(680)

(681)

(682)

(683) (

(684).

(685)

(686)

(687)

(688) "

(689) #

(690) ". " Q ? @ @

(691)

(692)

(693)

(694) @. a

(695) @

(696) #

(697)

(698)

(699) .

(700)

(701)

(702) @

(703)

(704) "

(705) . " "

(706) # '

(707) . poziomej. W pracy [17]

(708) "

(709)

(710) . w

(711)

(712) "

(713) " Q F ru kontaktu ulega w istotny sposób zmianie, gdy poprzeczne przemieszczenie zestawu od "

(714) / 9,04 mm do +9,04 mm). W przypadku wprowadzenia w strefie @

(715) "

(716) #

(717)

(718)

(719)

(720) .

(721)

(722)

(723) Q &

(724)

(725)

(726)

(727) . " #

(728) #, a inny w przypadku kontaktu poza tym obszarem. x #

(729)

(730) ( .

(731) Q.

(732)

(733) B

(734)

(735) . w

(736) -szyna od przemieszczenia poprzecznego zestawu w torze@

(737) . B (

(738) μ = μ(y). Wyszczególnione

(739) μ przedsta

(740) B (2). =. . . 9 . . . < < . . . (2). 9 . gdzie:. P1 –

(741)

(742)

(743) © P2 –

(744)

(745) " #

(746) #© y –

(747)

(748) "© y1 – B

(749) "

(750) "@

(751) @

(752)

(753) .

(754) Q.

(755)

(756) dynamicznych …. 25. &B y1

(757)

(758) " "

(759) F ciu o

(760) B

(761) " #

(762) #Q x $.

(763)

(764) #(y) zgodnie z tab # 2. Tab. 2 + .{ !| % } ~. !. | | !! y [mm]. -9,0. …. -6,0. -5,0. …. }. 0,1. 0,1. 0,1. 0,4. 0,4. 0. …. 5,0 6,0. …. 9,0. 0,4 0,4 0,4 0,1 0,1 0,1. V

(765)

(766)

(767)

(768)

(769) "

(770) F " Q x

(771)

(772)

(773) @

(774) " . Archarda [1], powszechnie stosowany

(775) F dów szynowych model %' [6]Q

(776) " . w kontakcie pary "# " Q Równanie (3:

(777) B. " W #"

(778)

(779)

(780) A i drogi L przebytej w

(781)

(782)

(783) stycznych ( " kontaktowych) i "Q &

(784)

(785) k1 i k2 # owych. ! = + . (3). Z kolei iloczyn T' B w postaci (4): ! = "# () $# + "% () $% + &' *. (4). gdzie: F* , F+ –

(786)

(787)

(788) .

(789) xM@ M¬ – moment wiertny [Nm], /, /® – " "

(790) -], ¬ – spin [1/m].. Generowane y styczne

(791) -szyna #

(792)

(793) F czynnika tarcia P "# B

(794)

(795) "

(796)

(797) @

(798) F

(799) " fx, fy oraz nacisku normalnego N (5): "# = ,- .. "% = ,/ .. (5). &

(800)

(801)

(802) $ symulacyjnych, na potrzeby porówna

(803) , wykorzystano zaimplementowany w aplikacji VI-+ '

(804) . Wn #

(805) # # "

(806)

(807) (3). W stosun "

(808) @ '

(809) &

(810)

(811) iloczynowi %' /:

(812) .

(813) #"

(814) M¬¬ / "

(815) " # B:Q.

(816) 26. Andrzej Chudzikiewicz, +( Melnik, Ignacy Góra. 4. BADANIA SYMULACYJNE 4.1. WARUNKI (5q ';79 ;"4; < ^

(817)

(818)

(819) "

(820) "

(821)

(822) . trasie z R = 150 @ = Q

(823)

(824)

(825) $ F

(826)

(827) " Q ? F

(828) @

(829) Q {~ @

(830) ( . szyn to UIC60. W tablicy 3 przedstawiono profil tras wykorzystanej w badaniach symulacyjnych. Tab. 3 Profil trasy wykorzystanej w badaniach symulacyjnych :.{ 0 29,75 30 109,75 110 120,92 120,98 200,92 200,98 220. R [m] ¯ ¯ 150 (prawy) KP 150 (prawy) KP ¯ -150 (lewy) KP -150 (lewy) KP ¯. ?

(831)

(832)

(833)

(834)

(835) . zecznymi, "

(836)

(837) @

(838) " @ . VI-+ Q

(839)

(840)

(841) # o dobrym stanie utrzymania (QN2).. 4.2. *;4# (5q & $

(842)

(843)

(844)

(845)

(846) . $ "@

(847)

(848)

(849) F ±²@

(850) '

(851) &

(852) . ;

(853) #

(854)

(855)

(856) . samosmarownych

(857)

(858)

(859) /rys. 2:Q !

(860) . B

(861)

(862) /

(863) | :

(864) poprzecznego ze #" Q x F

(865) " #

(866)

(867)

(868)

(869)

(870) .

(871)

(872)

(873)

(874) "Q

(875) # "

(876) B B

(877) ,

(878) #

(879)

(880) "Q x

(881) B@ F $

(882) " # #

(883) #

(884) Q.

(885)

(886) dynamicznych …. 27. Rys. 2.

(887)

(888) " #".

(889) ". &

(890)

(891) ±²

(892)

(893) rysunku 3Q x . o R = {~

(894)

(895)

(896) Q & ±² . #

(897)

(898)

(899)

(900) –

(901) # Q ,15 w stosunku do ok. 0,4 dla Q. Rys. 3. )

(902) ±² #".

(903) ". )

(904)

(905)

(906) #

(907)

(908) . w #

(909)

(910)

(911)

(912)

(913) /rys. 4:Q x B@

(914) . @ #"

(915)

(916)

(917) F

(918) @ @

(919) "

(920)

(921) F Q V #

(922) @

(923)

(924) F

(925) Q &'

(926) "

(927) /.

(928) {:@

(929)

(930)

(931) Q |Q & .


(933) " '

(934) # "

(935)

(936) @ . &

(937)

(938) # ~Q. Rys. 4. &'

(939) &

(940) #".

(941) ".

(942)

(943) $

(944) @ . "

(945) @

(946)

(947) rysunku 5Q §

(948) &

(949) ±² F #

(950)

(951)

(952)

(953)

(954) " . przemies$

(955) "Q §

(956) '

(957) F "# B

(958) -

(959)

(960)

(961) "

(962) . promieniach. %

(963)

(964)

(965)

(966) ±² #

(967)

(968) # F $ "

(969)

(970)

(971)

(972) Q . #" ±²

(973)

(974) @ F czonego – ponad trzykrotny.. Rys. 5. §

(975) '

(976) &

(977)

(978) ±² F #" /{- @ {- :

(979) " /|- @ |- ).

(980)

(981) dynamicznych …. 29. 5. PODSUMOWANIE V .

(982) "

(983)

(984)

(985)

(986) . z punktu widzenia

(987)

(988) "

(989) ( Q `

(990) . z

(991)

(992)

(993) #$ "

(994)

(995)

(996)

(997)

(998) F

(999) Q

(1000) # B

(1001)

(1002) . -szyna. Zmiana

(1003)

(1004)

(1005)

(1006) B .

(1007)

(1008)

(1009) @ "

(1010)

(1011)

(1012) .

(1013)

(1014)

(1015)

(1016)

(1017) @ "

(1018) . "

(1019)

(1020) $

(1021) @ Q ^

(1022)

(1023)

(1024) "

(1025)

(1026) "

(1027)

(1028) . "

(1029)

(1030) "

(1031)

(1032) #

(1033)