Purpose. This study aims to determine the geometric parameters of the brake pads of freight cars under hazardous wear. Methodology. A set of operational and theoretical studies concerning the occurrence of hazardous wear, which changes the geometric parameters of the useful contact area of the brake pads of freight cars at different established gaps between the pad and the wheel, which significantly impairs the effectiveness of train braking. Using the collected statistical material, computer mathematical modeling of the upper hazardous wear at different gaps was performed and the negative factors affecting the brake system were identified. MathCAD and AutoCAD software was used. Findings. As a result of inspections of the mechanical part of the brakes, attention was paid to the abnormal wear of the brake pads of the freight cars, which is formed by the fact that the common gravity center of the pad and the shoe, placed on the pendular suspension, do not coincide with the center of the hole in brake beam king post with any pads. In order to investigate possible causes of abnormal wear of the brake pads, their real images and theoretical schemes are given, which allow to establish the causes of the formation of abnormal wear of the pads at different gaps between the pad and the wheel and to determine their change of geometrical parameters that affect the useful contact area. When comparing the results of calculations according to the coordinate method performed in the MathCAD software environment and the graphic method (in AutoCAD), for determining the geometric parameters of the formation of the upper hazardous pad wear, depending on the regulatory pad wear between the wheel and the brake pad, it is theoretically proved that the error between them does not exceed 5–7%. Originality. For the first time, the principles of the methodology for determining the geometric parameters of the useful contact area of the pads with the formation of upper hazardous wear, depending on the gap between the wheel and the brake shoe, were formulated using coordinate and graphical methods. Practical value. It is advisable to apply the results of the research obtained in the work in the design and technological departments and bureaus when designing both mechanical brake systems for the undercarriage of innovative cars and for improvement of the cars currently operated at the railways.

    Цель. Это исследование направлено на определение геометрических параметров тормозных колодок грузовых вагонов при вредном износе. Методика. Выполнен комплекс эксплуатационных и теоретических исследований по возникновению вредного износа, из-за которого меняются геометрические параметры полезной площади контакта тормозных колодок грузовых вагонов при различных установленных нормативных зазорах между колодкой и колесом, что существенно ухудшает эффективность торможения поездов. С помощью собранного статистического материала выполнено компьютерное математическое моделирование верхней вредной стёртости при различных зазорах, а также определены негативные факторы, влияющие на работу тормозной системы. Использовано программное обеспечение MathCAD и AutoCAD. Результаты. В ходе обследований механической части тормозов было обращено внимание на ненормативный износ тормозных колодок грузовых вагонов, который образуется от того, что общий центр тяжести колодки и башмака, которые расположены на маятниковой подвеске, не совпадают с центром отверстия в распорке триангеля при любых колодках. Для исследования возможных причин возникновения ненормативного износа тормозных колодок при различных зазорах между колодкой и колесом приведены их реальные изображения и теоретические схемы, которые позволяют также определить изменение их геометрических параметров, влияющих на полезную площадь контакта. При сравнении результатов расчетов по координатному методу, выполненных в программной среде MathCAD, и по графическому (в AutoCAD), по определению геометрических параметров образования верхнего вредного износа колодки в зависимости от нормативного зазора между колесом и тормозной колодкой теоретически доказано, что погрешность между ними не превышает 5–7 %. Научная новизна. Впервые сформулированы основы методологии определения геометрических параметров полезной площади контакта колодок при образовании верхнего вредного износа в зависимости от зазора между колесом и тормозной колодкой с использованием координатного и графического методов. Практическая значимость. Результаты научных исследований, полученных в работе, целесообразно применять в конструкторских и технологических отделах и бюро при проектировании как механических тормозных систем ходовых частей инновационных вагонов, так и для совершенствования вагонов, которые сейчас эксплуатируются на железной дороге.

    Мета. Це дослідження спрямоване на визначення геометричних параметрів гальмових колодок вантажних вагонів за шкідливого зносу. Методика. Виконано комплекс експлуатаційних і теоретичних досліджень щодо виникнення шкідливого зносу, який змінює геометричні параметри корисної площі контакту гальмових колодок вантажних вагонів за різних встановлених нормативних зазорів між колодкою і колесом, що суттєво погіршує ефективність гальмування поїздів. За допомогою зібраного статистичного матеріалу виконано комп’ютерне математичне моделювання верхньої шкідливої стертості за різних зазорів і визначено негативні фактори, які впливають на роботу гальмової системи. Використано програмне забезпечення MathCAD і AutoCAD. Результати. У ході обстежень механічної частини гальм було звернено увагу на ненормативний знос гальмових колодок вантажних вагонів, який утворюється від того, що загальний центр ваги колодки й башмака, які розташовані на маятниковому підвішуванні, не збігаються з центром отвору в розпірці тріангеля на будь-яких колодках. Для дослідження можливих причин виникнення ненормативного зносу гальмових колодок за різних зазорів між колодкою і колесом наведено їх реальні зображення й теоретичні схеми, які дають змогу також визначити зміну їх геометричних параметрів, що впливають на корисну площу контакту. Під час порівняння результатів розрахунків за координатним методом, виконаних у програмному середовищі MathCAD, і графічним – в AutoCAD, з визначення геометричних параметрів утворення верхнього шкідливого зносу колодки залежно від нормативного зазору між колесом і гальмовою колодкою теоретично доведено, що похибка між ними не перевищує 5–7 %. Наукова новизна. Уперше сформульовано засади методології визначення геометричних параметрів корисної площі контакту колодок за утвореного верхнього шкідливого зносу залежно від зазору між колесом і гальмовою колодкою з використання координатного та графічного методів. Практична значимість. Результати наукових досліджень, які отримані в роботі, доцільно застосовувати в конструкторських та технологічних відділах і бюро під час проектування, як механічних гальмових систем ходових частин інноваційних вагонів, так і для вдосконалення вагонів, які зараз експлуатуються на залізниці.


    Access

    Download


    Export, share and cite



    Title :

    INVESTIGATION OF THE GEOMETRIC PARAMETERS OF THE BRAKE PADS OF FREIGHT CARS UNDER HAZARDOUS WEAR.
    ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ ПРИ ВРЕДНОМ ИЗНОСЕ.
    ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ГАЛЬМОВИХ КОЛОДОК ВАНТАЖНИХ ВАГОНІВ ЗА ШКІДЛИВОГО ЗНОСУ


    Contributors:


    Publication date :

    2020-03-27


    Remarks:

    Science and Transport Progress ; No. 1(85) (2020); 99-118



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    Ukrainian