Оценка влияния системы охлаждения электровоза и параметров движения поезда на трещинообразование в остове тягового электродвигателя НБ-514
Ключевые слова:
тяговый электродвигатель, механические напряжения, возникновение трещин, нагрев электродвигателя, математическое моделирование, тяга поездовАннотация
Целью данной работы является выявление причин возникновения трещин в остовах тяговых электродвигателей современных отечественных электровозов. Приведен анализ статистики выявления трещин в остовах тяговых электродвигателей НБ-514 на Восточном полигоне, показывающий, что практически каждый третий остов данного тягового электродвигателя в эксплуатации имеет трещины, при этом основная доля выявленных трещин приходится на электровозы серий 2,3,4ЭС5К. Проведено математическое моделирование на ЭВМ с применением метода конечных элементов. Рассмотрены результаты математического моделирования механических напряжений, возникающих в остове тягового электродвигателя НБ-514 при его неравномерном нагреве до температур, характерных для часового режима работы тягового электродвигателя. Выявлено, что механические напряжения, возникающие только из-за разности температур окружающего воздуха и обмоток главных и дополнительных полюсов тягового электродвигателя, могут достигать механических напряжений свыше 100 МПа, что превышает предел выносливости стали остова. Выполнены математические расчеты возникающих механических напряжений в остове тягового электродвигателя в зависимости от его нагрева при эксплуатации на горно-перевальном участке Большой Луг – Слюдянка Восточно-Сибирской железной дороги – филиала ОАО «РЖД». Сделан вывод, что одной из основных причин трещинообразования в остовах тяговых электродвигателей является наличие температурных напряжений, вызванных воздействием малоцикловой усталости из-за нагрева двигателя при снижении расхода воздуха на охлаждение тягового электродвигателя. Для уменьшения трещинообразования в остове тягового электродвигателя НБ-514 предлагается либо увеличение расхода воздуха системой вентиляции, либо изменение формы вентиляционного и смотрового окон остова данного тягового электродвигателя.
Библиографические ссылки
Зябиров Х.Ш. Система «колесо-рельс»: оптимальное взаимодействие / Транспортная газета «Евразия Вести», URL: http://eav.ru/publ1.php?publid=2004-06a01 (дата обращения: 20.01.2022).
Киселев М.Д. Автоматическое управление скоростью грузового поезда при использовании распределенной тяги / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИИТ, 2019. 205 с.
Харрис У.Дж., Захаров С.М., Ландарен Дж., Торне Х., Эберсен В. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса. пер. с англ. М.: Интекст, 2002. 408 с.
Васько Н.М., Козельский Н.П., Матлахов А.А. и др. Электровоз ВЛ80С. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982. 622 с.
Тушканов Б.А., Васько Н.М., Покромкин В.И. и др. Электровоз ВЛ80Р. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1985. 541 с.
Тушканов Б.А., Пушкарев Н.Г., Позднжова Л.А. и др. Электровоз ВЛ85. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1992. 480 с.
Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации. Новочеркасск, 2007. – том 1. 635 с. – том 2. 640 с.
Каталог электродвигателей / Новочеркасский электровозостроительный завод, URL: https://nevz.com/catalogue/catalogue.pdf (дата обращения: 21.01.2022).
Улан-Удэнский ЛВРЗ в 2018 году освоил выпуск новой продукции / ЛокоТех, URL: https://www.locotech.ru/press-center/news/2724/ (дата обращения: 21.01.2022).
ГОСТ 23207-78. Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения / Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов, URL: https://docs.cntd.ru/document/1200009488 (дата обращения: 28.01.2022).
Писаренко Г.С. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. 4-е изд. перераб. и доп. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. 696 с.
Портной, А.Ю., Селедцов К.П., Мельниченко О.В. Математическое моделирование механических напряжений, возникающих при неравномерном нагреве остова тягового электродвигателя НБ-514 и совершенствование его конструкции // Известия Транссиба. 2021. № 2 (46). С. 13–23.
Портной, А.Ю., Селедцов К.П., Мельниченко О.В., Иванов В.Н. Математическое моделирование механических напряжений, возникающих при неравномерном нагреве остова тягового электродвигателя НБ-514 // Молодая наука Сибири: электронный научный журнал, 2021, URL: https://mnv.irgups.ru/matematicheskoe-modelirovanie-mehanicheskih-napryazheniy-voznikayushchih-pri-neravnomernom-nagreve (дата обращения: 22.02.2022).
Программное обеспечение, подготовка данных для тяговых и электрических расчетов / Студенческая библиотека онлайн, URL: https://studbooks.net/1941590/matematika_himiya_fizika/programmnoe_obespechenie_podgotovka_dannyh_tyagovyh_elektricheskih_raschetov (дата обращения: 1.02.2022).
Правила тяговых расчетов для поездной работы, утвержденные распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2016 № 867р «Об утверждении Правил тяговых расчетов для поездной работы».
Приказ Дирекции тяги от 02.12.2020 № ЦТ-224 «Об установлении норм масс и длин пассажирских и грузовых поездов на участках, обслуживаемых Восточно-Сибирской дирекцией тяги» / URL: ftp://09272071.com/docs/%D0%A6%D0%A2-224.pdf (дата обращения: 1.02.2022).
Инструкция «Дефекты рельсов. Классификация, каталог и параметры дефектных и остродефектных рельсов», утвержденная распоряжением ОАО «РЖД» от 23.10.2014 № 2499р / Трудовой десант, URL: https://www.tdesant.ru/info/item/144 (дата обращения: 17.01.2022).
Певзнер В.О., Косарев А.Б. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения надежности. М.: ВНИИЖТ, 2016. – 97 с.
