Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 51154 10.20295/1815-588X-2022-19-2-182-192 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Durability assessment and rational fastening to Traction Engine of gear housing of an electric locomotive Оценка долговечности и рациональное крепление кожуха зубчатой передачи к тяговому двигателю электровоза Андриевский Анатолий Геннадьевич Andrievskiy Anatoliy Gennad'evich Чабан Елена Анатольевна Chaban Elena Anatol'evna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Москвичев Владимир Викторович Moskvichev Vladimir Viktorovich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Красноярский институт железнодорожного транспорта, филиал Иркутского государственного университета путей сообщения Россия Krasnoyarsk Institute of Railway Transport, Branch of Irkutsk State University of Railway Communications Russian Federation Красноярский институт железнодорожного транспорта, филиал Иркутского государственного университета путей сообщения Россия Krasnoyarsk Institute of Railway Transport, Branch of Irkutsk State University of Railway Communications Russian Federation Красноярский филиал Федерального исследовательского центра информационных и вычислительных технологий Россия Krasnoyarsk Branch of the Federal Research Center for Information and Computational Technologies Russian Federation 22 06 2022 22 06 2022 19 2 182 192 22 06 2022 https://atjournal.ru/en/nauka/article/51154/view

Цель: Исследовать зависимость нагруженности кожуха зубчатой передачи электровоза от параметров его крепления к тяговому двигателю. Определить собственные частоты колебаний при различных условиях его крепления к тяговому двигателю. Предложить техническое решение, позволяющее снизить нагруженность кожуха зубчатой передачи в случае нештатной работы его крепления к тяговому двигателю. Предложить алгоритм расчета ресурса кожуха с учетом параметров его крепления. Методы: Значения собственных частот кожуха зубчатой передачи получены путем решения системы дифференциальных уравнений Лагранжа второго рода. Созданная с этой целью математическая модель рассматриваемой механической системы учитывает упругий характер крепления кожуха к тяговому двигателю. Результаты: Показано влияние условий и параметров крепления кожуха зубчатой передачи к тяговому двигателю на его нагруженность, и соответственно, ресурс. Предложен алгоритм расчета ресурса кожуха зубчатой передачи с учетом условий и параметров его крепления. Показано существенное влияние на долговечность кожуха нештатных режимов нагружения. Практическая значимость: Предложено конструктивное решение, снижающее нагруженность кожуха зубчатой передачи в случае возникновения нештатных условий закрепления к тяговому двигателю. Разработан алгоритм оценки долговечности КЗП в случае перераспределения нагрузок между его опорными точками.

Purpose: To investigate the dependence of workload of an electric locomotive gear housing on the parameters of its attachment to a traction motor. To determine own oscillation frequencies under various conditions of its attachment to a traction motor. To propose technical solution allowing to reduce the workload of gear housing in the case of abnormal operation of its attachment to a traction motor. To propose an algorithm for housing lifetime calculation taking into account its fastening parameters. Methods: The values of gear housing own frequencies are obtained by solving the system of Lagrange differential equations of the second kind. Created with this purpose mathematical model of mechanical system under consideration takes into account an elastic nature of housing attachment to a traction motor. Results: The influence of conditions and parameters of gear housing attachment to a traction motor on its workload and, correspondingly, its lifetime is shown. The algorithm for gear housing lifetime calculation is proposed, taking into account its fastening conditions and parameters. The significant influence of workload abnormal modes on housing durability is shown. Practical importance: Constructive solution is proposed that reduces gear housing workload in the case of abnormal conditions of attachment to a traction motor. The algorithm for estimating gear housing durability in the case of redistribution of workloads between its reference points has been developed.

 кожух зубчатой передачи болтовое крепление динамика кожуха нагруженность динамическая нагруженность долговечность gear housing bolt fastening housing dynamics workload dynamic workload durability

Андриевский, А. Г. Расчетно-экспериментальное определение динамических характеристик кожуха тяговой зубчатой передачи электровоза / А. Г. Андриевский, В. В. Москвичев, Е. А. Чабан // Известия Транссиба. - 2020. - № 3(43). - С. 47-57. Andrievskiy, A. G. Raschetno-eksperimental'noe opredelenie dinamicheskih harakteristik kozhuha tyagovoy zubchatoy peredachi elektrovoza / A. G. Andrievskiy, V. V. Moskvichev, E. A. Chaban // Izvestiya Transsiba. - 2020. - № 3(43). - S. 47-57. Школьный М. И. Кожухи зубчатых передач. Проблемы и альтернативные конструкции / Школьный М. И., Ахмедов Г. Г., Демченко И. П. // Вестн. Всерос. науч.-исслед. и проект.-конструкт. ин-та электровозостроения. - 2017. - № 2 (76). - С. 43-51. Shkol'nyy M. I. Kozhuhi zubchatyh peredach. Problemy i al'ternativnye konstrukcii / Shkol'nyy M. I., Ahmedov G. G., Demchenko I. P. // Vestn. Vseros. nauch.-issled. i proekt.-konstrukt. in-ta elektrovozostroeniya. - 2017. - № 2 (76). - S. 43-51. Горский А. И. Определение допускаемых напряжений при расчетах на прочность [Текст] / А. И. Горский, Е. Б. Иванов-Эмин, А. И. Кореновский. - Москва: НИИмаш, 1974. - 79 с. Gorskiy A. I. Opredelenie dopuskaemyh napryazheniy pri raschetah na prochnost' [Tekst] / A. I. Gorskiy, E. B. Ivanov-Emin, A. I. Korenovskiy. - Moskva: NIImash, 1974. - 79 s. Электровоз ВЛ85: руководство по эксплуатации. - Всесоюз. науч.-исслед., проект.-конструкт. и технол. ин-т электровозостроения; Новочеркаск. электровозостроит. завод. - М.: Транспорт, 1992. - 479 с. Elektrovoz VL85: rukovodstvo po ekspluatacii. - Vsesoyuz. nauch.-issled., proekt.-konstrukt. i tehnol. in-t elektrovozostroeniya; Novocherkask. elektrovozostroit. zavod. - M.: Transport, 1992. - 479 s. Бирюков, И. В. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог / И. В. Бирюков, А. И. Беляев, Е. К. Рыбников. - Москва: Транспорт, 1986. - 256 с. Biryukov, I. V. Tyagovye peredachi elektropodvizhnogo sostava zheleznyh dorog / I. V. Biryukov, A. I. Belyaev, E. K. Rybnikov. - Moskva: Transport, 1986. - 256 s. Иосилевич Г. Б. Детали машин: учебник для машиностроит. специальностей вузов / Г. Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1988. - 366 с. Iosilevich G. B. Detali mashin: uchebnik dlya mashinostroit. special'nostey vuzov / G. B. Iosilevich. - M.: Mashinostroenie, 1988. - 366 s. Конструкция и динамика тепловозов: [Учебник для вузов ж.-д. транспорта] / Под ред. проф., д-ра техн. наук В. Н. Иванова. - 2-е изд., доп. - Москва: Транспорт, 1974. - 336 с. Konstrukciya i dinamika teplovozov: [Uchebnik dlya vuzov zh.-d. transporta] / Pod red. prof., d-ra tehn. nauk V. N. Ivanova. - 2-e izd., dop. - Moskva: Transport, 1974. - 336 s. Биргер И. А. Резьбовые и фланцевые соединения / И. А. Биргер, Г. Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1990. - 368 с. Birger I. A. Rez'bovye i flancevye soedineniya / I. A. Birger, G. B. Iosilevich. - M.: Mashinostroenie, 1990. - 368 s. Исследование неметрических постановок решения задач выбора в САПР / Ю. В. Кандырин, М. Х. Хла, Л. Т. Сазонова, Г. Л. Шкурина // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2016. - № 6(185). - С. 45-51. Issledovanie nemetricheskih postanovok resheniya zadach vybora v SAPR / Yu. V. Kandyrin, M. H. Hla, L. T. Sazonova, G. L. Shkurina // Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. - 2016. - № 6(185). - S. 45-51. ГОСТ Р 55513-2013. Локомотивы. Требования к прочности и динамическим качествам: национальный стандарт Российской Федерации / Разработан: Научно-исследоват. и конструктор.-технолог. ин-т подвиж. состава. - Изд. офиц.: введен впервые: введен 2014-07-01. - Москва: Стандартинформ, 2014. - 41c. GOST R 55513-2013. Lokomotivy. Trebovaniya k prochnosti i dinamicheskim kachestvam: nacional'nyy standart Rossiyskoy Federacii / Razrabotan: Nauchno-issledovat. i konstruktor.-tehnolog. in-t podvizh. sostava. - Izd. ofic.: vveden vpervye: vveden 2014-07-01. - Moskva: Standartinform, 2014. - 41c. Андриевский А. Г., Чабан Е. А., Москвичев В. В. Анализ нагруженности кожуха зубчатой передачи электровоза при условии ослабления затяжки болтов его крепления к тяговому двигателю // Известия Петербургского университета путей сообщения - СПб.: ПГУПС, 2021. - Т. 18. - Вып. 2. - С. 201-210. Andrievskiy A. G., Chaban E. A., Moskvichev V. V. Analiz nagruzhennosti kozhuha zubchatoy peredachi elektrovoza pri uslovii oslableniya zatyazhki boltov ego krepleniya k tyagovomu dvigatelyu // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya - SPb.: PGUPS, 2021. - T. 18. - Vyp. 2. - S. 201-210. Патент на полезную модель № 207381 U1 Российская Федерация, МПК B60K 17/00, F16H 57/031, B61C 9/06. Узел крепления кожуха зубчатой передачи локомотива: № 2021108854: заявл. 01.04.2021: опубл. 26.10.2021 / А. Г. Андриевский, Е. А. Чабан, А. И. Романовский; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения». Patent na poleznuyu model' № 207381 U1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B60K 17/00, F16H 57/031, B61C 9/06. Uzel krepleniya kozhuha zubchatoy peredachi lokomotiva: № 2021108854: zayavl. 01.04.2021: opubl. 26.10.2021 / A. G. Andrievskiy, E. A. Chaban, A. I. Romanovskiy; zayavitel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Irkutskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya».