10.26731/1813-9108.2017.4(56).167-175
Целью предлагаемого исследования является разработка теоретических основ динамических взаимодействий между элементами контактной группы коллекторно-щеточного узла в условиях интенсивного динамического нагружения тягового двигателя электровоза. Разработаны принципы построения математической модели взаимодействия поверхности коллектора и щетки, находящихся в состояниях неудерживающих связей. Аналитический подход развивается на основе математического аппарата теории колебаний механических систем, элементы которых участвуют в сложных формах взаимодействий с возможными нарушениями контактов и возникновением периодических соударений. Сформулированы условия и определены основные характеристики движения щетки с возможными отрывами от коллектора. Определены зависимости режимов нарушения контакта от динамических параметров движения поверхности коллектора. Развит обобщенный подход к оценке контактных взаимодействий. Специфика подхода заключается в учете неудерживающих связей через введение специальной обобщенной функции зазора. Использование функции зазора в критериальном пространстве форм движений позволяет охарактеризовать динамику взаимодействий элементов коллекторно-щеточного узла при расширенных представлениях о вариантах внешних воздействий. Представлены аналитические выражения характеристик процессов контактирования; приводятся результаты вычислительных экспериментов. Научная концепция динамического взаимодействия элементов коллекторно-щеточного узла построена на математических моделях, для которых предполагается возможным определение закономерностей движения контактной поверхности. В простейшем случае такие представления связаны с аппроксимацией законов движения на основе гармонических функций. Особенностью подхода является возможность учета дополнительных внешних нагрузок на двигатель, что во многих случаях оказывает влияние на процессы эффективности токосъема.
1. Повышение качества токосъема в контакте «щетка-коллектор» тягового электродвигателя электровоза 2ЭС6 / С.Г. Шантаренко и др. // Омск. науч. вестн. 2016. № 5 (149). С. 77–80.
2. Авилов В. Д. Оптимизация коммутационного процесса в коллекторных электрических машинах постоянного тока. Омск, 2013. 356 с.
3. Харламов В.В. Методы и средства диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей и других коллекторных машин постоянного тока. Омск : Изд-во ОиГУПС, 2002. С. 196–198.
4. Орленко А.И., Петров М.Н., Терегулов О.А. Комплексная диагностика тягового электродвигателя электровоза. Красноярск, 2016. 218 с.
5. Орленко А.И., Петров М.Н., Терегулов О.А. Исследование повреждений подвижного состава железной дороги Сибирского региона. Красноярск, 2016. 198 с.
6. Clarence W. de Silva. Vibration. Fundamentals and Practice. Boca Raton, London, New York, Washington, D.C. : CRC Press, 2000. 957 p.
7. Karnovsky I.A., Lebed E. Theory of Vibration Protection, Springer International Publishing, Switzerland, 2016. p. 708.
8. Harris С.М., Сrеdе C.E. Shock and Vibration Handbook. New York: McGraw-Hill Book Со, 2002. 1457 p.
9. Rocard Y. General Dynamics of Vibrations. Paris : Masson, 1949. 458 p.
10. Влияние динамического взаимодействия железнодорожного пути и локомотива на качество функционирования тягового электродвигателя / В.Д. Авилов и др. // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте : материалы Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участ. М. : УМЦ ЖДТ, 2005. С. 433–438.
11. Перспектива повышения качества работы коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока / В.Д. Авилов и др. // Исследование процессов взаимодействия объектов железнодорожного транспорта с окружающей средой. Омск, 1997. С. 55–61.
12. Харламов В.В., Безбородов Ю.Я., Козлов В.Н. Диагностика состояния коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока Коммутация в тяговых электродвигателях // Коммутация в тяговых электродвигателях и других коллекторных машинах : межвуз. темат. сб. науч. тр. Омск, 1985. С. 44–47.
13. Блехман И.И. Теория вибрационных процессов и устройств. Вибрационная механика и вибрационная техника СПб. : ИД «Руда и Металлы», 2013. 640 с.
14. Пановко Г.Я. Динамика вибрационных технологических процессов. М.-Ижевск : НИЦ «Регуларная и хаотическая динамика», Институт компьютерных технологий, 2006. 176 с.
15. Елисеев А.В., Сельвинский В.В., Елисеев С.В. Динамика вибрационных взаимодействий элементов технологических систем с учетом неудерживающих связей. Новосибирск : Наука, 2015. 332 с.
16. Елисеев С.В., Лоткин О.И. Условия существования и нарушения контакта для систем с неудерживающими связями // Труды ОМИИТа. 1966. Вып. 69. С. 93–99.
17. Оптимальная коммутация машин переменного тока / М.Ф. Карасев и др. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 1967. 180 c.
18. Елисеев С.В., Марков К.К. Некоторые вопросы динамики колебательного процесса при неудерживающих связях // Механика и процессы управления. Иркутск : ИПИ, 1971. С. 71–83.