Анализ факторов, влияющих на коэффициент трения тормозной колодки подвижного состава
Ключевые слова:
подвижной состав железных дорог, коэффициент трения колодки о колесо, коэффициент сцепления колеса с рельсом, тормозная эффективностьАннотация
На сегодняшний день одним из ограничивающих факторов в увеличении участковой и максимальной скоростей движения поездов, которые напрямую влияют на прибыль железнодорожной компании, является тормозная эффективность. Колодка в тормозной системе является первым непосредственным элементом, образующая трение на поверхности катания вращающегося колеся, а тормозная рычажная передача и тормозные цилиндры, служат исключительно для обеспечения прижатия тормозной колодки с требуемой силой. При отсутствии тормозных колодок трение неосуществимо и все остальные устройства предназначены непосредственно для управления силой трения в отношении ее величины и времени действия. В образовании тормозной силы большую роль играет коэффициент трения, который также определяет ее величину. В данной статье мы рассмотрели различные методы определения коэффициента трения, в результате которых были выявлены зависимости влияния таких факторов, как сила нажатия колодки на колесо; химический состав колодки; форма колодки; степень влажности колодки; износ колодки; начальная продолжительности трения; температуры колодки и поверхности катания колеса на величину коэффициента трения. Данными вопросами занимались как отечественные ученые, такие как: М. Мецков, В.Ф. Егорченко, так и иностранные ученые, наиболее видным представителем является Гальтон. Не смотря на значимый вклад, внесенный представленными учеными, необходимо продолжать исследование в данной области с целью увеличения скоростей движения подвижного состава и связанных с ними других эксплуатационных показателей, что непосредственно повлияет на увеличение прибыли компании ОАО «РЖД» и снижение различных экономических потерь.
Библиографические ссылки
Карвацкий Б.Л. Общая теория автотормозов. М. : Трансжелдориздат, 1947. 300 с.
Распоряжение ОАО «РЖД» 867р от 12.05.2016 (ред. 02.02.2018) «Об утверждении правил тяговых расчетов для поезд-ной работы». М. : ОАО «РЖД», 2016. 515 с.
Иванов П.Ю., Корсун А.А., Емельянов Д.О. Существующие способы управления тормозным нажатием с повышенной эффективностью // Сборник статей XV Международной научно-практической конференции «Научные междисциплинарные иссле-дования». Саратов, 10 июня 2021 года. Москва: «КДУ», «Добросвет», 2021. С. 28-36.
Исследование работы стабилизатора крана машиниста / П.Ю. Иванов, Е. Ю. Дульский, Н.И. Мануилов, А.М. Худоногов // Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные проекты и технологии машиностроительных производств». Омск, 19–20 октября 2017 г. Омск: ОмГУПС, 2017. С. 62-69.
Исследование температуры тормозных колодок с разной степенью износа в процессе фрикционного торможения /
П.Ю. Иванов, А. М. Худоногов, Е. Ю. Дульский [и др.] // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2020. № 3(47). С. 27-34. DOI 10.20291/2079-0392-2020-3-27-34.
Иванов П.Ю., Хамнаева А.А., Худоногов А.М. Снижение энергопотребления электровоза при управлении пневматиче-скими тормозами грузового поезда // Материалы III международной научно-практической конференции «Разработка и эксплуата-ция электротехнических комплексов и систем энергетики и наземного транспорта». Омск, 06 декабря 2018 года. Омск: ОмГУПС, 2018. С. 143-151.
Abbasia S., Teimourimaneshb Sh., T. Vernerssonb,c, Ulf. Sellgrena, Ulf. Olofssona, R. Lundénb, “Temperature and thermoelas-tic instability at tread braking using cast iron friction material”, Wear, vol. 314, pp. 171-180, 2013
A. Hamdaoui, El.H. Jaddi, “Effects of the brake shoe friction material on the railway wheel damage”, MATEC Web of Confer-ences, vol. 149, pp. 1-4, 2018
Evtushenko O.O., Ivanyk E.H., Horbachova N.V., «Analytic methods for thermal calculation of brakes (review)», Materials Sci-ence, vol. 36, No. 6, pp. 857-862, 2000.
M. Petersson, «Two-dimensional finite element simulation of the thermal problem at railway block braking», Mechanical Engi-neering Science, vol.216, pp. 259-273, 2015.
Z. Li, J. Han, Z. Yang, L. Pan, “The effect of braking energy on the fatigue crack propagation in railway brake discs", Engineer-ing Failure Analysis, vol. 44, pp. 272-284, 2014
A. Esmaeili, M.S. Walia, K. Handa, K. Ikeuchi, M. Ekh, T. Vernersson, J. Ahlström, “A methodology to predict thermome-chanical cracking of railway wheel treads: from experiments to numerical predictions”, International Journal of Fatigue, vol. 105, pp. 71-85, 2017
P. Wasilewski, «Frictional heating in railway brakes: a review of numerical models», Archives of Computational Methods in Engineering, vol. 58, pp. 45-58, 2020.
J.G. Balotin, P.D. Neis, N.F. Ferreira, “Analysis of the influence of temperature on the friction coefficient of friction materials”, ABCM Symposium Series in Mechatronics, vol. 4, pp.898-906, 2010
F. Talati, S. Jalalifar, “Analysis of heat conduction in a disk brake system”, Heat Mass Tranfer, vol. 45, pp. 1047-1059, January 2009.
L. Cantone, A. Ottati, “Modelling of friction coefficient for shoes type LL by means of polynomial fitting”, The Open Transpor-tation Journal, vol. 12, pp. 114-127, 2018.
N. Meysam, A.Z. Jabbar, Sh. Morad, E. Morteza, “3D dynamic model of the railway wagon to obtain the wheel–rail forces un-der track irregularities”, Proc. IMechE Part K: journal of Multi-Bodies Dynamics, pp. 1-13, vol. 252, 2015.
Y.P. Wei, Y.P. Wu, “Thermal and mechanical characteristics of contact friction pair based on 3-D wheel/rail-foundation contact vertical system”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol. 657, pp.1-9, August 2019.
O. Polach, “Influence of locomotive tractive effort on the forces between wheel and rail”, Vehicle System Dynamics Supple-ment, vol. 35, pp. 7-22, 2001.
A. Tudor, C. Radulescu, I. Petre, “Thermal effect of the brake shoes friction on the wheel/rail contact”, Tribology in industry, vol. 25, pp. 27-32, 2003.
Дульский Е.Ю. Энергоаудит безразборной технологии ремонта // Мир транспорта. 2012. Т. 10. № 3(41). С. 168-171.
