Виявлення причин клинодуального зносу та його впливу на навантаженість композиційних колодок вантажних вагонів

Abstract

UA: У статті висвітлено результати виробничих обстежень гальмових систем візків вантажних вагонів, які проводилися переважно у весняно-літньо-осінній період відповідно до розробленої «Програми та методики». Обстеження виконано для напіввагонів, так як вони складають найбільший відсоток інвентарного парку. Виробничі обстеження проводилися з метою виявлення статистичних даних про несправності елементів важільних передач, які зумовлюють утворення клинодуального зносу колодок. Встановлено, що умови тертя колодок кожної колісної пари візка відрізняються між собою, також як і нормальні напруження, що підвищують експлуатаційний знос колодок. За результатами розрахунків визначено зусилля в колодці й елементах підвішування, які демонструють головну тенденцію їх чисельних змін через збільшення довжини шкідливої стертості й площі шкідливої стертості у верхній частині гальмової колодки. Це призводить до зростання питомих напружень на робочу поверхню колодки під час гальмувань відносно їх номінальних значень. Тому внаслідок зменшення ефективної площі контакту, мають місце збільшені відносно нормативів зноси колодки. Наведено результати комп’ютерного моделювання з визначення термонапруженого стану композиційної гальмової колодки з фактичними параметрами ненормативного зносу, що виник під час експлуатації напіввагона. Результати розрахунків показали, що максимальні напруження складають 17,4 МПа та перевищують допустимі значення на 13,8%. Це пояснюється тим, що зменшення корисного тіла колодки призводить до зменшення її робочої площі контакту, а це супроводжується збільшенням навантаженості колодки під час гальмування. Проведені дослідження доводять негативні наслідки від клинодуального зносу композиційних колодок, що впливають на оцінку ефективності засобів гальмування і створюють небезпеку для руху поїздів. Це зумовлює необхідність створення напрямків досліджень, спрямованих на ліквідацію ненормативного зносу гальмових колодок в експлуатації.

EN: The article highlights the results of production inspections of brake systems of freight wagons, which were carried out mainly in the spring-summer-autumn period in accordance with the developed "Program and methodology". The survey was carried out for open wagons, as they make up the largest percentage of the inventor fleet. Production inspections were carried out with the aim at identifying and accumulating a sufficient amount of the statistical data on malfunctions of lever gear elements, which lead to the formation of wedge-dual wear of pads. It was established that the friction conditions of the pads of each wheel pair of the bogie differ from each other, as well as the normal stresses that increase the operational wear of the pads. Based on the results of the calculations, the forces in the pad and brake mechanism elements were determined. It demonstrates the main tendency of their numerical changes due to the increase of the length of the harmful abrasion and the area of the harmful abrasion in the upper part of a brake pad. This leads to an increase of specific stresses on a pad working surface during braking relative to their nominal values. There fore, as a result of the reduction of the effective contact area, increased pad wear occurs relative to standards. The results of computer modelling for determining the thermally stressed state of a composite brake pad with real parameters of abnormal wear that occurred during the operation of anopen freight wagon are given. The results of the calculations showed that the maximum stresses are of 17.4 MPa, which exceed the permissible value by 13.8%. This is explained by the fact that the reduction of the useful body of the pad leads to a decrease of its working contact area, and this is accompanied by an increase of the load on the pad during braking. The conducted studies prove the negative consequences of wedge-dual wear of composite pads, which affect the evaluation of the effectiveness of braking devices, the strength of the pads and they create a danger of the trains’ movement. This necessitates finding ways to reduce abnormal wear of brake pads during operation.