Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 55854 10.20295/1815-588X-2022-4-752-762 Современные технологии - транспорту HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT Современные технологии - транспорту Clutch Curve Calculation for Designing Anti-Skid and Anti-Slippage Systems Расчет кривой сцепления для проектирования противоюзовых и противобоксовочных систем Изварин Михаил Юльевич Izvarin Mihail Yul'evich misha3568723@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Андреев Владимир Евгеньевич Andreev Vladimir Evgen'evich Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation ОАО «РЖД» Россия Russian Railways Russian Federation 20 12 2022 20 12 2022 19 4 752 762 17 12 2022 https://atjournal.ru/en/nauka/article/55854/view

Цель: Создание математического аппарата для расчета кривой сцепления при проектировании противоюзовых и противобоксовочных устройств. Необходимо получить формулу, пригодную для расчета зависимости коэффициента сцепления от абсолютной и относительной скоростей проскальзывания колесных пар по рельсам и скорости движения ЭПС. Методы: Анализ результатов испытаний различных типов ЭПС по данным из открытых источников и полученных в результате этих испытаний характеристик сцепления с использованием методов математической статистики. Результаты: В результате работ удалось представить зависимость для расчета коэффициента сцепления в виде «сшивки» двух функций. Практическая значимость: Возможность использования результатов работы при проектировании противоюзово-противобоксовочного устройства УПЗ-М.

Purpose: Creation of mathematical apparatus for calculating clutch curve in designing of anti-skid and anti-slippage devices. It is necessary to obtain formula suitable for calculating the dependence of clutch coefficient from absolute and relative slippage speeds of wheelsets along rails and from electric rolling stock (ERS) speed. Methods: Result analysis of trials for various ERS types according to data from open sources and to clutch characteristics obtained as a result of these trials with the use of mathematical statistics methods. Results: as a result of the work, it has been managed to represent the dependence for calculating clutch coefficient in the form of two function “joining”. Practical significance lies in the possibility to use the work results at designing anti-skid/anti-slippage device UPZ-M.

 Электрический подвижной состав сила сцепления скольжение колесных пар юз боксование противоюзово-противобоксовочное устройство Electric rolling stock clutch force sliding of wheelsets skid slippage anti-skid/anti-slippage device

Kalker J. J. A fast algorithm for the simplified theory of rolling contact / J. J. Kalker // Vehicle System Dynamics. - 1982. - Iss. 11. - Pp. 1-13. Kalker J. J. A fast algorithm for the simplified theory of rolling contact / J. J. Kalker // Vehicle System Dynamics. - 1982. - Iss. 11. - Pp. 1-13. Kalker J. J. On the rolling contact of two elastic bodies in the presence of dry friction: thesise / J. J. Kalker. Delft, 1967. Kalker J. J. On the rolling contact of two elastic bodies in the presence of dry friction: thesise / J. J. Kalker. Delft, 1967. Polach O. Creep forces in simulations of traction vehicles running on adhesion limit / O. Polach // Wear. - 2005. - Iss. 258. Polach O. Creep forces in simulations of traction vehicles running on adhesion limit / O. Polach // Wear. - 2005. - Iss. 258. Polach O. Influence of locomotive tractive effort on the forces of between wheel and rail / O. Polach // Vehicle System Dynamics Supplement. - 2001. - Iss. 35. - Pp. 7-22. Polach O. Influence of locomotive tractive effort on the forces of between wheel and rail / O. Polach // Vehicle System Dynamics Supplement. - 2001. - Iss. 35. - Pp. 7-22. Wei K. Development of a slip and slide for the electric locomotive based on inverter controlled induction motors / K. Wei, J. Zhao, X. You et al. // 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and application. - 2009. Wei K. Development of a slip and slide for the electric locomotive based on inverter controlled induction motors / K. Wei, J. Zhao, X. You et al. // 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and application. - 2009. Matsumoto Y. Novel Re-adhesion Control for Train Traction System of the Shinkansen with the Estimation of Wheel-to-Rail Adhesive Force / Y. Matsumoto, N. Eguchi, A. Kawamura // Proc. of IEEE. IECON. - 2001. - Pp. 1207-1212. Matsumoto Y. Novel Re-adhesion Control for Train Traction System of the Shinkansen with the Estimation of Wheel-to-Rail Adhesive Force / Y. Matsumoto, N. Eguchi, A. Kawamura // Proc. of IEEE. IECON. - 2001. - Pp. 1207-1212. Barna G. Simulation model of wheel slip and slide protection systems for rail vehicles / G. Barna, M. Lewandowski // Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika Zeszyt. - 2016. - Iss. 1-E(2). - Pp. 3-15. Barna G. Simulation model of wheel slip and slide protection systems for rail vehicles / G. Barna, M. Lewandowski // Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika Zeszyt. - 2016. - Iss. 1-E(2). - Pp. 3-15. He J. H. An overview on wheel-rail adhesion utilization of heavy-haul locomotive (in Chinese) / J. H. He, C. F. Zhang // Journal of the China Railway Society. - 2018. -Vol. 40. - Iss. 9. - Pp. 30-39. He J. H. An overview on wheel-rail adhesion utilization of heavy-haul locomotive (in Chinese) / J. H. He, C. F. Zhang // Journal of the China Railway Society. - 2018. -Vol. 40. - Iss. 9. - Pp. 30-39. Киреева Н. В. Исследование аппроксимации функций распределения с применением аппарата «сшитых» функций / Н. В. Киреева, Л. Р. Чупахина // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 5-1. - С. 17-20. Kireeva N. V. Issledovanie approksimacii funkciy raspredeleniya s primeneniem apparata «sshityh» funkciy / N. V. Kireeva, L. R. Chupahina // Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovaniy. - 2016. - № 5-1. - S. 17-20. Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М.: ОАО «Российские железные дороги», 2014. - 516 с. Pravila tyagovyh raschetov dlya poezdnoy raboty. - M.: OAO «Rossiyskie zheleznye dorogi», 2014. - 516 s. Исаев И. П. Проблемы сцепления колес локомотива с рельсами / И. П. Исаев, Ю. М. Лужнов. - М.: Машиностроение, 1985. - 238 с Isaev I. P. Problemy scepleniya koles lokomotiva s rel'sami / I. P. Isaev, Yu. M. Luzhnov. - M.: Mashinostroenie, 1985. - 238 s Розенфельд В. Е. Теория электрической тяги / В. Е. Розенфельд, И. П. Исаев, Н. Н. Сидоров. - М.: Транспорт, 1983. - 328 с. Rozenfel'd V. E. Teoriya elektricheskoy tyagi / V. E. Rozenfel'd, I. P. Isaev, N. N. Sidorov. - M.: Transport, 1983. - 328 s. Сорин Л. Н. Силовое взаимодействие в контакте «колесо - рельс» / Л. Н. Сорин, А. А. Зарифьян, Г. А. Бузало // Известия вузов. - 2004. - № 1. Sorin L. N. Silovoe vzaimodeystvie v kontakte «koleso - rel's» / L. N. Sorin, A. A. Zarif'yan, G. A. Buzalo // Izvestiya vuzov. - 2004. - № 1. Ляпушкин Н. Н. Модель физических процессов в пятне контакта при движении колеса по рельсу со скольжением / Н. Н. Ляпушкин, А. Н. Савоськин // Наука и техника транспорта. - 2008. - № 1. - С. 33-43. Lyapushkin N. N. Model' fizicheskih processov v pyatne kontakta pri dvizhenii kolesa po rel'su so skol'zheniem / N. N. Lyapushkin, A. N. Savos'kin // Nauka i tehnika transporta. - 2008. - № 1. - S. 33-43. Савоськин А. Н. Исследование процессов срыва сцепления и боксования в тяговом приводе I класса / А. Н. Савоськин, А. А. Чучин, А. П. Васильев // Наука и техника транспорта. - 2009. - № 2. Savos'kin A. N. Issledovanie processov sryva scepleniya i boksovaniya v tyagovom privode I klassa / A. N. Savos'kin, A. A. Chuchin, A. P. Vasil'ev // Nauka i tehnika transporta. - 2009. - № 2. Голечков Ю. И. О моделях контактного взаимодействия колеса и рельса в динамике транспортных систем / Ю. И. Голечков, Е. П. Корольков // Наука и техника транспорта. - 2011. - № 3. - С. 39-43. Golechkov Yu. I. O modelyah kontaktnogo vzaimodeystviya kolesa i rel'sa v dinamike transportnyh sistem / Yu. I. Golechkov, E. P. Korol'kov // Nauka i tehnika transporta. - 2011. - № 3. - S. 39-43. Погорелов Д. Ю. Модификация алгоритма FASTSIM решения задачи контакта колеса и рельса / Д. Ю. Погорелов, В. Н. Языков // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2004. - № 2(2). - С. 103-109. Pogorelov D. Yu. Modifikaciya algoritma FASTSIM resheniya zadachi kontakta kolesa i rel'sa / D. Yu. Pogorelov, V. N. Yazykov // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. - 2004. - № 2(2). - S. 103-109. Гарг В. К. Динамика подвижного состава / В. К. Гарг, Р. В. Дуккипати. - М.: Транспорт, 1988. - 391 с. Garg V. K. Dinamika podvizhnogo sostava / V. K. Garg, R. V. Dukkipati. - M.: Transport, 1988. - 391 s. Костюкевич А. И. Обзор моделей фрикционного взаимодействия колес с рельсами / А. И. Костюкевич, И. А. Цыгановский. - Луганск, 2012. - № 4. Kostyukevich A. I. Obzor modeley frikcionnogo vzaimodeystviya koles s rel'sami / A. I. Kostyukevich, I. A. Cyganovskiy. - Lugansk, 2012. - № 4.