Исследование механических воздействий на силовые шины выпрямительно-инверторного преобразователя-4000-2М электровозов 2 (3, 4)ЭС5К
Ключевые слова:
контракт жизненного цикла, силовая шина, выпрямительно-инверторный преобразователь, CAD-модель, CAE-модель, модальный анализ, гармонический анализ, вибрацияАннотация
В 2020 году в рамках контракта жизненного цикла заключенного между поставщиком локомотивов АО «Рослокомотив» и ОАО «Российский железные дороги» в эксплуатационные локомотивные депо продолжается поставка электровозов серии «Ермак» производства ООО «Производственной компании «Новочеркасский электровозостроительный завод». Зачастую при разработке и проектировании новых локомотивов тяжело определить реальные эксплуатационные механические воздействия на узлы и элементы оборудования локомотивов, работающих в разных условиях эксплуатации, ввиду чего в рамках жизненного цикла локомотивов предусмотрена их модернизация с целью повышения надежности и срока службы. За период эксплуатации новых локомотивов выявлен один из недостатков электровозов серии 2(3, 4)ЭС5К с поосным регулированием силы тяги – излом силовой токоведущей шины выпрямительно-инверторных преобразователей ВИП-4000-2М в местах контакта шин к выводам ВИП. В настоящее время приняты меры по доработки конструкции шинного монтажа, однако, полностью исключить проблему не удалось. Разработана CAD и CAE-модель шинного монтажа ВИП, проведен модальный и гармонический анализ с применением метода конечных элементов программного комплекса Solid Works Simulation. В статье приведены результаты модального и гармонического расчетов силовой токоведущей шины ВИП. Определены собственные частоты конструкции шинного монтажа ВИП, по амплитуда-частотной характеристики найдены максимальные напряжения, возникающие в конструкции. Результаты исследования в программном комплексе САПР подтвердили возникновение неисправностей шин ВИП-4000-2М. Предложена модернизация, позволяющая снизить концентрацию напряжений в конструкции и исключить риск возникновения механических неисправностей силовых шин.
Библиографические ссылки
Всерьез и надолго // Train and Brain : электрон. журн. URL: https:// trainandbrain.ru/maintheme/vseriezinadolgo (дата обращения 18.10.2020).
ГОСТ 31539-2012 Цикл жизненный железнодорожного подвижного состава. Термины и определения. Введ. 2014–01–01. 14 с.
ГОСТ 33943-2016 Надежность железнодорожного тягового подвижного состава. Термины и определения. Введ. 2017–09–01. 40 с.
ГОСТ Р 55364-2012. Электровозы. Общие технические требования. М. : Изд-во стандартов, 2012. 62 с.
Алямовский А.А. SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи. СПб. : БХВ-Петербург, 2012. 445 с.
Алямовский А.А. SolidWorks Simulation. Инженерный анализ для профессионалов. Задачи, методы, рекомендации. М. : ДМК-Пресс, 2015. 562 с.
Алямовский А.А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. М. : ДМК-Пресс, 2019. 566 с.
Kurowski Paul M. Engineering Analysis with SOLIDWORKS Simulation 2020 // Design Generator Inc. 2020. 604 с. ISBN 978-1-63057-325-6.
Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К, 4ЭС5К). Руководство по эксплуатации. Кн. 1. Описание и работа. Электрические схемы. Новочеркасск, 2006. 251 с.
Справка по SolidWorks. Критерий максимального напряжения. URL: solidworks.com/2021/russian/ SolidWorks/cworks/c_Maximum_Stress_Criterion_ 2.htm (дата обращения 18.10.2020).
Справка по SolidWorks. Модальный анализ временной диаграммы. URL: http://help.solidworks.com/2021/ russian/SolidWorks/cworks/ c_Modal_Time_History_Analysis.htm? verRedirect=1 (дата обращения 20.10.2020).
Вибрации в технике. Т. 2. Колебания нелинейных механических систем / И.И. Блехман и др. М. : Машиностроение, 1979. 351 с.
Блехман И.И. Вибрационная механика. М. : Физматлит, 1994. 391 с.
ГОСТ 30631-99. Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1999. 36 с.
ГОСТ 24346-80. Вибрация. Термины и определения. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1980. 73 c.
Челомей В.Н. Диментберга Ф.М., Колесникова К.С.. Вибрации в технике: Колебания машин, конструкций и их элементов: справочник в 6 т. М. : Машиностроение, 1980. 544 с.
Справка по SolidWorks. Массовое участие. URL: http://help.solidworks.com/2012/russian/SolidWorks/cworks/ IDH_HELP_LIST_MASS_PARTICIPATION.htm (дата обращения 01.10.2020).
Биргера И.А. Пановко Я.Г. Прочность, устойчивость, колебания : справочник. Т. 2. М. : Машиностроение, 1968. 831 c.
Ходжаев К.Ш. Резонансные и нерезонансные случаи в задаче о возбуждении механических колебаний // Прикладная математика и механика. 1968. Т. 32, № 1. C. 85–100.
Erofeev V.I. Plehov A.S., Titov D.U. Electromechanic installations vibration acceleration protection system // International Conference on Informatics, Networking and Intelligent Comp ting. Shenzhen, 2014. C. 75–77.
Справка по SolidWorks. Гармонический анализ. URL: http://help.solidworks.com/2021/russian/SolidWorks/ Cworks/c_Harmonic_Analysis.htm?verRedirect=1 (дата обращения 05.12.2020).
Биргер И.А. Шор Б.Ф., Шнейдерович Р.М. Расчет на прочность деталей машин. М. : Машиностроение, 1966. 616 с.
Кононенко В.О. Нелинейные колебания механических систем. Киев : Наук. думка, 1980. 382 с.
Краткий справочник для инженеров и студентов: Высшая математика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов / А.Д. Полянин и др. М. : Международная программа образования, 1996. 432 с.
