Статті (КЗАТтаПТМ)

Permanent URI for this collection

https://dspace.snu.edu.ua/handle/123456789/302

Browse

Now showing 1 - 20 of 37

Safe Operation of Trains With a Device for Controlling the Position of the Wheelset on the Rail Track
(СНУ ім. В. Даля, 2021) Mogila, V.; Kovtanets, M.; Sergіenko, O.; Kovtanets, T.; Могила, В.; Ковтанець, М.; Сергієнко, О.; Ковтанець, Т.
Driving characteristics are the most important characteristics that determine the functional properties of passenger and freight cars. The driving performance indicators of cars mainly depend on their dynamic characteristics, but in each specific case, when it comes to compliance with traffic safety conditions, it is necessary to take into account the design features and the state of keeping the track. One of the main indicators of driving performance for the rolling stock of the track 1520 mm is the derailment stability factor of the wheelset, which determines the conditions for the safe movement of the car to provide for conditions under which there is a threat of derailment of the wheelsets. The design of the freight car bogie model 18-100 is considered and the reasons are investigated when the wheel can roll onto the rail head and the wheelset derails. That is, when the critical speed is reached, there is a direct threat to traffic safety. It has been established that in order to improve the smoothness of the movement of trains, reduce the intensive wear of the wheel flange and reduce the risk of wheels entering the rails, it is necessary to constantly monitor the position of the wheelset on the track. In the study of the multifactorial problem of a car derailment, the question of the optimal ratio of geometric dimensions in the wheel-rail pair was also taken into account. The ratio of geometric dimensions between the rail track and the wheel track determines the conditions for the movement of the crew in straight sections of the track and the conditions for their fitting into curved sections. Based on the results obtained, a design and technological solution is proposed - a device for monitoring the position of the wheelset on the track, which will monitor and timely assess the position of the wheelset on the track, as well as identify the mechanical risks of rolling stock derailment to improve traffic safety. The proposed approach to assessing the risk of rolling stock derailment is recommended to be used to quickly determine the significance of derailment factors and form reasonable requirements and real actions that ensure a guaranteed level of train traffic safety.
The use of the multivariate antiskid sensor to gain maximum trailed load of the rolling stock.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Mogyla, V. I.; Morneva, M. O.; Kovtanets, M. V.; Могила, В. І.; Морнева, М. О.; Ковтанець, М. В.
The article examines the use of the antiskid sensor to gain maximum trailed load. Skidding means the slip of wheels of a vehicle (tram, railway carriage) along the bearing surface (road, rails) where the linear speed of the wheel surface is lower than the speed of the bearing surface towards the vehicle. The wheel slip occurs during braking. It is caused by the excess braking force over the traction with the bearing surface. Skidding of rail vehicles leads to the wear-out of locked wheels in the place of their contact with the rail and to the flat area on the wheel tire. To prevent skidding of railway vehicles, one should regulate the braking force, depending on the load, using the cargo automatic mode or apply systems and devices of antiskid and nonskid equipment of vehicle units. The system for gaining maximum trailed load by attaching rail vehicles to the electric drive should have a skidding detection device (tram, railway carriage). At specified parameters of the engine and traction converter, the coefficient of transmission and the time constant of the nonskid device are chosen in case of steadiness. For this purpose, one linearizes the system and builds the stability area in plane of the specified parameters using the Ddecomposition method. The final choice of the coefficient of transmission and the time constant is made so that the system will be less subject to fluctuations and the slip speed will be as resilient as possible. The system for gaining maximum trailed load by attaching rail vehicles to the electric drive will be optimized by its supplementing with corresponding technical means that can include the use of the multivariate antiskid sensor. Contemporary antiskid devices involving quick-response electronic equipment will allow not just preventing wheel failures but also increasing the adhesive coefficient in contaminated areas of the route. The use of the multivariate antiskid sensor will allow obtaining a more informative useful signal in order to expand the functional capacity of the sensor, increase the reliability of its operations, which will ensure maximum trailed load of the rolling stock.
To the Emergency Stop of the Train in Case of Derailment.
(СНУ ім. В. Даля, 2021) Mogila, V.; Kovtanets, M.; Kovtanets, T.; Vakulik, M.
The current state of the technical base of Ukrainian railways is characterized by the critical deterioration of the rolling stock. Locomotives and cars of worn-out types lose their initial running properties over time and cause an increased impact on the train structure, thus creating a direct threat to the safety of the trains. In order to maintain the existing rolling stock in a condition that ensures that it meets the requirements of operational safety, technical solutions are required, which are taken on the basis of a scientific substantiation of their effectiveness, first of all from the point of view of ensuring the safety of traffic. Prospective plans for renewal of the fleet of vehicles involves the supply of traction rolling stock (TRS) and cars with improved technical characteristics. Because of the lack of current system of admission to the operation of new rolling stock, which would meet international standards for the requirements of traffic safety, at the time of renewal of the appropriate regulatory framework. For this purpose it is necessary to develop methods and means of evaluation of the characteristics of the rolling stock with the ultimate goal of ensuring the safety of the trains. The work is devoted to the further development of methods and means of scientific research aimed at solving the scientific-applied problem of ensuring the technical operation of the vehicle fleet as modernized by scientifically grounded technical solutions, as well as the new generation. The work presents a technical solution for improvement of the device for emergency stop of the train when the car is derailed by the fact that as a spring two rod magnets are used, one of which is fixed in the body of the pneumatic cylinder and the other on the seismic mass, and the core permanent magnets are directed one on one by one poles, which will ensure increased reliability and speed of the device. The use of the proposed design will increase the reliability and speed of the device for emergency stop of the train when the car is derailed, which contributes to improving the safety of the trains.
Аналіз впливу механічної характеристики приводу при гальмуванні на динамічні навантаження.
(СНУ ім. В. Даля, 2019) Шевченко, С. І.; Полупан, Є. В.
У статті розглянуто результати теоретичного аналізу, впливу механічної характеристики механізму пересування мостового крану в процесі гальмування, на величину динамічного навантаження яке виникає в металоконструкції крана. Наведено приклад, моделювання процесу гальмування механізму пересування мостового крану, вантажопідйомністю 15 тонн. Розглянуто варіанти гальмування механізму пересування мостового крану стандартним колодковим гальмом, ступінчастим гальмуванням, гальмуванням противовключенням електродвигуна механізмі пересування крану і комбіноване гальмування.
Аналіз динамічної стійкості високошвидкісного шпинделя на газостатичних підшипниках.
(СНУ ім. В. Даля, 2024) Брешев О. В.; Носко П. Л.; Башта О. В.; Співак О. М.; Бойко Г. О.; Радько М. В.
Представлено розроблену методику та результати обчислювальних комп'ютерних експериментів з дослідження динамічної стійкості високошвидкісного шпинделя верстата шліфування. Питання забезпечення динамічної стійкості високошвидкісних шпинделів на газостатичних підшипниках має важливе значення для забезпечення їхньої працездатності та надійності. Це зумовлено, по-перше, щодо малої стійкістю опор даного типу виникнення коливальних процесів, а по-друге, необхідністю наближатися чи проходити резонансні критичні області під час роботи на високих частотах обертання. Запропонована методика полягає в застосуванні обчислювальних комп'ютерних експериментів для попереднього розрахунку характеристик газостатичних опор, визначенні власних частот коливань і найбільш небезпечних резонансних областей функціонування шпинделя на основі розроблених 3D-моделі шпинделя і його динамічної моделі, моделюванні динамічних навантажень. валу шпинделя при дії динамічних навантажень з визначенням величин амплітуд коливань, дослідженні умов, за яких зберігається динамічна стійкість та працездатність шпинделя. Відповідно до методики в САЕ програмах було визначено власні частоти коливань ротора 5 гармонік, найбільш небезпечними з яких є 2 та 3 гармоніки. За рахунок введеної тарованої неврівноваженості змодельовані динамічні навантаження, що призводять до поперечних коливань при обертанні ротора. Обчислювальними комп'ютерними експериментами досліджено стійкість шпинделевого ротора при дії динамічних навантажень через чисельне визначення амплітуд коливань у всьому діапазоні частот обертання, включаючи резонансні області. Визначено допустимий залишковий дисбаланс ротора, параметри та режими функціонування шпинделя, при яких зберігається його динамічна стійкість та працездатність. Отримані результати дозволяють при розробці та експлуатації шпинделя досліджувати та забезпечити динамічну стійкість його ротора на газостатичних підшипниках при встановлюваних та перехідних високошвидкісних режимах функціонування, виникненні резонансу.
Аналіз методів представлення ієрархічної інформації в документо-орієнтованих базах даних.
(СНУ ім. В. Даля, 2025) Дьомін, М. К.; Полупан, Ю. В.; Domin, M. K.; Polupan, Yu. V.
Вибір ефективного методу представлення ієрархічної інформації у базах даних є важливим завданням при проєктуванні програмних систем, оскільки ієрархічні структури даних використовуються в багатьох сферах, зокрема у системах рекомендацій, управлінні ланцюгами поставок та аналітичних рішеннях. У статті аналізуються різні методи зберігання ієрархічних структур у документо-орієнтованих базах даних на прикладі MongoDB та порівнюється їх ефективність. При роботі з невеликою кількістю ієрархічних даних майже будь-який метод буде функціонувати з прийнятною швидкістю. Однак у випадках, коли система працює з сотнями і навіть тисячами ієрархій, неправильний вибір способу їх зберігання може суттєво вплинути на продуктивність системи, збільшити операційні витрати та ускладнити обробку даних. У рамках дослідження проаналізувані методи представлення ієрархічних структур у документо-орієнтованих базах даних, виявлені їх переваги, недоліки та визначена їх швидкодія у реальних сценаріях використання. Документо-орієнтовані бази даних, такі як MongoDB, надають гнучкі можливості для зберігання ієрархічних даних. У MongoDB можна використовувати кілька підходів до представлення ієрархій: метод збереження матриці суміжності, метод матеріалізованих маршрутів та метод вкладених множин. У статі наведені результати тестування швидкодії зазначених методів для двох сценаріїв, а саме при використанні бази даних, встановленої на власний сервер, а також при використанні бази даних хмарного сервісу Microsoft Azure. Вибір методу залежить від конкретних вимог до швидкості вибірки, задіяних операцій з ієрархіями та складності реалізації. Метод збереження матриці суміжності показав себе набагато краще, ніж при роботі з реляційними базами даних і може використовуватися в багатьох сценаріях, оскільки він є найпростішим в реалізації. Але якщо для програмної системи характерні часті вибірки ієрархії або їх частин, то можна рекомендувати використання методу матеріалізованого маршруту оскільки він працює значно швидше, хоча і є більш складним у реалізації, та потребує більше пам’яті для збереження ієрархічної інформації. Метод вкладених множин не надає відчутних переваг для найбільш типових сценаріїв роботи. Дослідження є корисним для розробників, які проєктують системи, що працюють з великими обсягами ієрархічної інформації.
Вдосконалення енергетичних характеристик тепловоза шляхом оптимізації умов охолодження.
(СНУ ім. В. Даля, 2021) Могила, В. І.; Ковтанець, М. В.; Ковтанець, Т. М.
В традиційній системі охолодження тепловозного дизеля рідкий теплоносій охолоджує кілька об'єктів: надувочне повітря, масло дизеля і деталі дизеля. Кожен з об'єктів охолодження має свій оптимальний діапазон робочих температур. При цьому температура кипіння охолоджуючого теплоносія має постійне значення при нормальних умовах навколишнього середовища, що перешкоджає одночасному використанню процесу кипіння теплоносія в охолодженні всіх об'єктів охолодження водяної системи тепловоза. У свою чергу застосування декількох різних теплоносіїв конструктивно складно і економічно невигідно. У статті представлені результати розробки механізму регулювання температури кипіння теплоносія в охолоджувальному пристрої тепловоза, що дозволить використовувати всі переваги процесу кипіння теплоносія в охолодженні деталей дизеля, масла дизеля і надувочного повітря, і при цьому використовувати єдиний теплоносій для всіх контурів охолодження. Проведено аналіз переваг та недоліків різних механізмів регулювання температури кипіння теплоносія, а саме, додавання присадок, які значно знижуючи температуру кипіння речовин в даний момент невідомі, а метод виведення присадок з теплоносія в розширювальному баку при змішуванні теплоносія всіх контурів системи являє собою серйозну проблему; зміна концентрації легкокиплячих речовин у водному розчині, який є найбільш вигідним з точки зору собівартості, та зміна тиску в резервуарі до необхідного значення. По результатам проведених досліджень встановлено, що регулювання температури кипіння теплоносія за допомогою зміни його концентрації і тиску в резервуарі дозволяє створити теплоносій з вигідними економічними та фізико-хімічними властивостями, а також дозволяє створити оптимальні умови охолодження для будь-яких погодних умов і режимів роботи, для кожного об'єкта і регулювати температуру об'єкта в реальному часі з кабіни машиніста або з допомогою автоматики і мікропроцесорної техніки.
Вибір моделі зчеплення для моделювання динамічної поведінки локомотивів.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Ковтанець, М. В.; Цигановський, І. О.; Сергієнко, О. В.; Ноженко, В. С.; Ковтанець, Т. М.; Kovtanets, M. V.; Tsyganovskiy, I. O.; Sergienko, O. V.; Nozhenko, V. S.; Kovtanets, T. M.
У статті проведено огляд основних моделей, що застосовуються у сучасних програмних комплексах моделювання динаміки рейкових екіпажів. Детально розглянуто, що обчислення дотичних сил у контакті «колесо-рейка» при моделюванні динаміки рейкових екіпажів може здійснюватися трьома способами: «швидкі» алгоритми, апроксимація аналітичних рішень, чисельних експериментів чи експериментальних даних, використання розрахованих наперед довідкових таблиць. Авторами було розроблено програму VDEUNU CONTACT, оскільки обчислення у даній програмі є досить трудомісткими, програма використовується для упорядкування довідкових таблиць. Проведено дослідження методів розв'язання тангенціальної задачі у сучасних програмних комплексах моделювання динаміки рейкових екіпажів та побудована інформаційна таблиця. Побудовані криві зчеплення, розраховані за допомогою різних методик для одних і тих самих умов контактування. Значення критичного ковзання, отриманого з допомогою програм FASTSIM, дорівнює приблизно 0.03%, тоді як експериментально отримане значення становить близько 2,5 %. Після зриву в буксування коефіцієнт зчеплення у всіх теоріях, крім Мінова і VDEUNU CONTACT вважається константою, тоді як у реальних умовах спостерігається падіння коефіцієнта зчеплення. Проаналізовано можливість застосування різних моделей зчеплення для моделювання динаміки рухомого складу в режимах вибігу та тяги, порівняння моделей проводилося для нових профілів колеса та рейки при нульовому бічному віднесенні колісної пари. Отримані під час використання довідкових таблиць результати, сформовані за допомогою програми VDEUNU CONTACT, порівнювалися з результатами, отриманими під час використання алгоритму FASTSIM, свідчать про те, що незважаючи на незначні кількісні відмінності, можна говорити, що якісно отримані результати збігаються. Також у роботі розглядався рух локомотива в режимі тяги на прямій ділянці шляху довжиною 1200 м з різним фрикційним станом рейок (сухі і вологі). По результатам моделювання видно, що за відсутності обурень з боку траєкторії руху колісної пари при моделюванні за допомогою алгоритму FASTSIM практично збігаються за різних фрикційних умов, і спостерігається стійкий рух локомотива. У той же час при моделюванні за допомогою програми VDEUNU CONTACT рух є нестійким і характер взаємодії колісної пари зі шляхом суттєво відрізняється при сухих та вологих рейках.
Визначення вертикальної навантаженості критого вагона з дахом із композитного матеріалу.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Фомін, О. В.; Ловська, А. О.; Фоміна, А. М.; Сергієнко, О. В.
Для зменшення тари несучої конструкції критого вагона, а відповідно і підресореної маси пропонується удосконалення його даху шляхом використання композитної обшивки. При цьому каркас даху пропонується виготовляти з труб прямокутного перерізу . Таке рішення дозволяє зменшити масу даху на 4% у порівнянні з типовою конструкцією. В якості прототипу обрано критий вагон моделі 11217. Для визначення вертикальної навантаженості несучої конструкції критого вагона з дахом із композитного матеріалу проведено математичне моделювання. Дослідження здійснені у плоскій системі координат – площині ХZ. Враховано, що критий вагон переміщується у порожньому стані стиковою нерівністю. Колія розглянута як пружнов’язка. Розв’язок диференціальних рівнянь руху проведений за методом РунгеКутта в програмному комплексі MathCad. Початкові переміщення та швидкості прийняті рівними нулю. При проведенні розрахунків враховувалися параметри ресорного підвішування візка моделі 18100. При моделюванні динамічної навантаженості критого вагона враховані номінальні параметри складових його несучої конструкції. Результати розрахунків показали, що максимальні прискорення, які діють на несучу конструкцію критого вагона в центрі мас складають 5,5 м/с2. Коефіцієнт вертикальної динаміки несучої конструкції критого вагона склав близько 0,7 м/с2. На підставі проведених розрахунків можна зробити висновок, що хід руху вагона оцінюється як “добрий”. Важливо сказати, що отримані показники динаміки вище за ті, що виникають в несучій конструкції вагонапрототипу, оскільки зменшилася його маса. Однак це дозволяє підвищити корисний об’єм кузова критого вагона. Проведені дослідження сприятимуть створенню напрацювань щодо проектування інноваційних конструкцій рухомого складу, а також підвищенню ефективності його експлуатації.
Визначення навантаженості несучої конструкції вагона-хопера з двотрубною хребтовою балкою та композитними складовими.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Фомін, О. В.; Ловська, А. О.; Сова, С. С.; Литвиненко, А. С.
В статті запропоновано заходи щодо удосконалення несучої конструкції вагона-хопера для переве-зення окатишів та гарячого агломерату. Дане удосконалення полягає у виготовленні хребтової балки з двох прямокутних труб, замкненого перерізу, а горбиля та обв’язування верхнього – з композитного термостійкого матеріалу. Геометричні параметри хребтової балки визначені методом оптимізації за резервами міцності. Запропоноване удосконалення сприяє зменшенню тари несучої конструкції ва-гона-хопера на 2,7% у порівнянні з типовою конструкцією. Для визначення динамічної навантаженості вагона-хопера з урахуванням запропонованих рішень про-ведено математичне моделювання. Враховано наявність трьох ступенів вільності вагона: повздовжні переміщення, які виникають при маневровому співударянні, галопування та підскакування. Розв’язок диференціальних рівнянь руху здійснений в програмному комплексі MathCad за методом Рунге-Кутта. Результати проведених розрахунків показали, що максимальні прискорення, які діють на несучу конс-трукцію вагона-хопера дорівнюють 37,6 м/с2 (0,37g). Отриману величину прискорення враховано при розрахунках на міцність несучої конструкції вагона-хопера. При цьому використано метод скінчених елементів, який реалізовано в програмному комплексі SolidWorks Simulation. При складанні розрахункової схеми враховано температурний вплив від перево-зимого вантажу на внутрішні поверхні несучої конструкції вагона-хопера. Результати розрахунків встановили, що максимальні еквівалентні напруження зосереджені в зоні взаємодії хребтової балки зі шворневими та складають 329,6 МПа. Отримана величина напружень на 3,1% нижча ніж у типовій конструкції. Проведені дослідження сприятимуть створенню напрацювань щодо проектування сучасних констру-кцій вантажних вагонів з покращеними техніко-економічними показниками.
Використання теплоакумулюючих пристроїв на пасажирському рухомому складі залізниць.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Кузьменко, С. В.; Марченко, Д. М.; Заверкін, А. В.; Ларченко, М. І.
У статті проведено аналіз вимог щодо параметрів мікроклімату кабін та салонів пасажирського рухомого складу залізниць та конструкції системи опалення сучасних вагонів. Використання рідинних або електричних систем опалення в пасажирських вагонах має як переваги, так і недоліки для кожної системи і не може в повній мірі задовольнити вимоги щодо підтримання комфортних параметрів мікроклімату або безпеки при експлуатації. Зокрема було відмічене, що застосування електричних нагрівачів дозволяє використовувати енергію електродинамічного гальмування і може суттєво зменшити енергоспоживання системи опалення пасажирського рухомого складу. Застосування електродинамічного гальмування є обмеженим у часі руху поїзда та електрична енергія, яка виробляється, може перевищувати потрібну енергію системи опалення, тому конструкція даної системи повинна мати конструкційні елементи, що можуть накопичувати надлишкову енергію гальмування. В даному випадку найбільш ефективним варіантом є застосування теплоакумулюючих матеріалів із можливістю використання фазових переходів першого роду. Аналіз теплофізичних властивостей різних матеріалів дозволив прийти до висновку, що у рамках поставленої задачі, таким теплоакумулюючим матеріалом є цинк. Він дозволяє накопичити найбільшу кількість теплоти в одиниці об’єму з урахуванням його температури плавлення, щільності, теплоємності та теплоти плавлення (кристалізації) у порівнянні із різними кристалогідратами, свинцем, оловом та кадмієм. В статті проведено теоретичні дослідження щодо можливості узгодженної роботи теплоакумулюючого модуля системи опалення із електродинамічним гальмом поїзда із оптимальними масо-габаритними показниками модуля. Це дозволяє на підставі статистичної інформації використання даного типу гальмування та кількості енергії, яка виробляється, визначити необхідну масу (об’єм) теплоакумулюючого матеріалу для системи опалення пасажирського вагону, а також час, необхідний для заряджання та розряджання теплового акумулятора.
Вплив покращених триботехнічних характеристик нового фрикційного матеріалу на динаміку при горизонтальному русі вантажопідйомних машин.
(СНУ ім. В. Даля, 2024) Полупан, Є. В.
Стаття присвячена підвищенню ефективності гальмування підйомно-транспортних машин застосуванням нових фрикційних композитних матеріалів на основі вуглець-вуглецю з піровуглецевою матрицею та дослідженню їх динамічних характеристик. При дослідженні впливу триботехнічних характеристик пропонованих матеріалів на динаміку роботи вантажопідйомних машин використовувалися три масові двозв'язкові динамічні моделі крана при пересуванні з вантажем. Застосування цих моделей пояснюється великим розповсюдженням при розрахунках динамічних навантажень і досить високою збіжністю результатів отриманих теоретичним і експериментальними шляхами. Застосування нового фрикційного матеріалу вимагає вивчення впливу основних характеристик фрикційного матеріалу на динамічні параметри руху вантажопідйомної машини. Наявність залежності між температурою в контактній зоні пари тертя, гальмівним моментом, часом, способом охолодження, режимом роботи зумовило вирішення завдання встановлення впливу цих залежностей на динаміку руху вантажопідйомних машин. В результаті проведених раніше досліджень було рекомендовано для застосування новий вуглець-композитний фрикційний матеріал з підвищеною теплопровідністю, теплоємністю та тепловіддачею. Поліпшення теплофізичних характеристик фрикційних матеріалів гальмівних пристроїв порушило питання порівняльного дослідженні якісної та кількісної сторони динамічних параметрів процесу гальмування вантажопідйомних машин.
До питання про стійкість руху робочого органу в одновісному безконтактному приводі.
(СНУ ім. В. Даля, 2024) Брешев, О. В.; Башта, О. В.; Носко, П. Л.; Бойко, Г. О.; Радько, О. В.
Запропоновано розрахункову модель вимушених поперечних коливань робочого органу в одновісному безконтактному приводі, які успішно застосовують у точному машинобудуванні, приладобудуванні, робототехніці, машинах плазмового та лазерного розкрою матеріалу, прецизійних верстатах електроерозійного оброблення, системах автоматичного пакування та транспортних машинах, оптиці. Розроблено математичну модель, розв'язання рівняння якої визначає закон руху робочого органу під час поперечних коливань, зумовлених зовнішніми силовими факторами. Вона являє собою суму загального розв'язку, відповідного до вільних коливань з опором (однорідного рівняння) і окремого розв'язку неоднорідного диференціального рівняння, залежного від зовнішньої змушувальної сили, перетвореної у вигляд psint . Уперше отримано критерій стійкого руху робочого органу в одновісному безконтактному приводі. Критерій визначено енергетичним методом для випадку малих поперечних коливань робочого органа біля положення рівноваги, спричинених зовнішніми збуреннями. Його адекватність перевірено серією розрахунків із варіюванням параметрів математичної моделі. Виконання умов критерію гарантує стійкий характер руху робочого органу за найнебезпечнішого поєднання параметрів механічної системи, коли виникає явище резонансу та початкові умови сприяють максимальному збільшенню початкової амплітуди коливань.
До розрахунку тепловіддачі при конденсації пара в трубах теплообмінників системи охолодження тепловозних дизелей.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Могила, В. І.; Ковтанець, М. В.; Морнева, М. О.; Ковтанець, Т. Н.
У статті представлені деякі найбільш відомі розрахункові залежності визначення коефіцієнта тепловіддачі при конденсації всередині труб, а також проведений аналіз збіжності отриманих по них результатів при використанні однакових вихідних даних. Використання фазових переходів у системі охолодження дизеля тепловоза є можливим та перспективним, а використання стандартних радіаторних секцій як конденсатори пари є можливим і має переваги над радіаторами з круглими трубками. Конденсація всередині труб теплообмінних апаратів є досить поширеним процесом у холодильній техніці, енергетиці та транспорті. У процесі проектування нової техніки часто ставиться завдання розрахунку необхідної поверхні теплообмінних апаратів – конденсаторів. Розглянуті розрахункові залежності, що охоплюють два випадки конденсації: пар, що рухається, з ламінарним перебігом плівки конденсату та пар, що рухається, з турбулентним перебігом плівки конденсату. З метою визначення наскільки близькі результати, одержувані за різними розрахунковими формулами, було проведено розрахунки та зіставлено отримані результати. Для оцінки отриманих результатів представлені також усереднені значення коефіцієнта тепловіддачі розраховані за формулою середнього арифметичного значення. Встановлено, що в основі деяких перерахованих розрахункових залежностей для визначення коефіцієнта тепловіддачі при конденсації пари всередині труб лежать залежності для конденсації на вертикальній пластині. Це може спричинити неадекватну роботу розрахункових залежностей при певних значеннях внутрішнього діаметра труби. Результати розрахунку необхідної поверхні теплообміну конденсаторів показують, що спостерігається значна розбіжність одержуваних результатів, при цьому відхилення значення коефіцієнта тепловіддачі при конденсації пари всередині труб, отриманого за різними розрахунковими залежностями, від середнього значення, досягає ±23,4%.
Дослідження впливу динамічних навантажень у контакті колеса з рейкою на максимальний коефіцієнт зчеплення
(СНУ ім. В. Даля, 2024) Ковтанець, М. В.; Сергієнко, О. В.; Могила, В. І.; Ковтанець, Т. М.; Kovtanets, M. V.; Serhiienko, O. V.; Mogyla, V. I.; Kovtanets, T. M.
При дослідженнях тягових якостей на математичних моделях, моделюючи боксування локомотива вводять ряд припущень, і, як наслідок, існуючі моделі не враховують реальні умови руху локомотива, що супроводжуються динамічною взаємодією колісних пар з рейками, коли виникає ряд факторів, які значно знижують максимальний коефіцієнт зчеплення локомотива по відношенню до фізичного, в наслідок чого виникає необхідність обліку як при експериментальних, так і при теоретичних дослідженнях режимів руху екіпажу, що не встановилися. У статті запропоновано науково-обґрунтовану методику оцінки впливу динамічних навантажень, що виникають у контактах колеса з рейкою під час руху локомотива, яка найбільш точно описує особливості поведінки реального екіпажу, та відповідає існуючим нормам за критеріями вертикальної та горизонтальної динаміки, а також показниками стійкості руху і при цьому за рахунок коректного спрощення та введення обґрунтованих припущень є досить простою для проведення досліджень на ПК. Отримано залежності, що дозволяють проілюструвати вплив коефіцієнта вертикальної динаміки і відносного горизонтального ковзання на тягові якості локомотива. Аналіз отриманих залежностей показав, що зі збільшенням швидкості руху колісно- моторного блоку (КМБ) коефіцієнт вертикальної динаміки і відносні горизонтальні ковзання ростуть. При цьому, чим більше жорсткість зв’язку кузова з візком локомотива, тим менше горизонтальне поперечне ковзання колісної пари в рейковій колії. Коефіцієнт запасу по зчепленню зі зростанням швидкості руху зменшується, що викликано збільшенням коливань вертикального динамічного навантаження і відносного горизонтального ковзання. При цьому зі збільшенням моменту, що повертає, вплив швидкості на коефіцієнт запасу по зчепленню стає менш значущим. Таким чином, зі збільшенням швидкості руху КМБ, а значить і зі збільшенням коливань вертикального динамічного навантаження і відносного горизонтального ковзання колісної пари по рейках коефіцієнт запасу по зчепленню значно зменшується. Подані залежності зміни коефіцієнта запасу по зчепленню в залежності від коефіцієнта вертикальної динаміки, а також від відносного горизонтального поперечного ковзання показують, що зі збільшенням коефіцієнта динаміки коефіцієнт запасу по зчепленню зменшується на 4,5%, а зі збільшенням відносного поперечного ковзання зменшується з 0,97 до 0,92.
Дослідження двоточкового контакту колеса з рейкою.
(СНУ ім. В. Даля, 2023) Цигановський, І. О.; Ковтанець, М. В.; Сергієнко, О. В.; Просвірова, О. В.
Розглянуто контакт колеса з рейкою для випадку, коли одна точка контакту знаходиться на ободі колеса, а інша на гребені. Положення цих точок визначається для обох коліс колісної пари залежно від заданого бокового відносу та кута виляння. Незалежно від того, статичний або динамічний рух колісної пари розглядається, необхідний точний алгоритм визначення точок початкового дотику. Особливу роль грає можливість визначення алгоритмом двоточкового контакту. Усі алгоритми пошуку точок початкового торкання можна розділити на дві групи: перша група розглядає тіла колеса та рейки як жорсткі, та завдання пошуку вирішується як чисто геометричне, друга група розглядає контактуючі тіла як пружні та завдання вирішується за допомогою комбінації геометричних методів та методів теорії пружності. Розглянуто найпоширеніші методи із першої та другої групи. В одній із моделей між колесом та рейкою вводиться фіктивна контактна пружина, жорсткість якої коригується в процесі вирішення завдання. Далі за одним із наведених методів визначається найбільше проникнення колеса в рейку і після вирішення системи лінійних рівнянь визначаються контактні зусилля і потім нове положення колісної пари. Дана модель була взята за основу подальшого дослідження. Для визначення максимального проникнення було використано методом максимальної відстані. Для цього для кожної точки об'єму перетину, що відноситься до рейки, знайдено точку на колесі, яка знаходиться від неї на мінімальній відстані. Розроблено блок-схему алгоритму пошуку точок початкового торкання колеса та рейки. З метою перевірки ефективності запропонованого алгоритму, було розроблено програму у середовищі C++ Buider 6.0 у якій озглядалися нові та зношені профілі колеса та рейки, що використовуються як еталонні для манчестерського тесту. Наведено результати чисельного моделювання двоточкового контакту для нових та зношених профілів колеса та рейки для демонстрації розробленого алгоритму.
Дослідження питання структури системи керування строком експлуатації транспортних засобів
(СНУ ім. В. Даля, 2021) Павленко, В. М.; Медведєв, Є. П.; Мануйлов, В. М.; Черненко, П. В.
Транспортний засіб, будучи об'єктом значної небезпеки, не допускає порушень регламентів його експлуатації, що призводять до зниження рівня екологічної та конструктивної безпеки. Крім того вузли, агрегати та системи, що підвищують безпеку, ускладнюють конструкцію та підвищують вартість підтримки його у справному стані, при цьому значно підвищується вартість запасних частин та комплектуючих. Обслуговування даних агрегатів знижує значення важливого показника – ремонтопридатність. Науковий підхід до методів проектування, технічного забезпечення, керування, планування та контролю процесів функціонування транспортним засобом призводить до необхідності не формального обмеження тимчасових термінів існування, а цілеспрямованого обґрунтованого керування термінами його технічної експлуатації. Підхід визначення оптимального терміну експлуатації транспортного засобу має забезпечити можливість визначення відповідності якості виробу та сучасним вимогам середовища експлуатації за рядом конкретних критеріїв: надійність, конструктивна та екологічна безпека. Досліджувана у роботі система управління терміном служби ТЗ більш орієнтована на визначення оптимальної тривалості збереження його основного показника якості чи групи якостей за умов динамічного зміни стану довкілля. Зрештою у роботі дійшли до того що, тривалість виробництва та термін експлуатації виробу сприяє як оновленню будь-якого транспортного парку і підвищення продуктивність роботи, а й створюється передумова заміни відповідно рівню виробництва та вимогам середовища експлуатації. Як рекомендація в майбутньому слід користуватися такою структурою та терміном експлуатації ТЗ: визначення оптимальних термінів експлуатації ТЗ, що відповідають регулюванню амортизаційних відрахувань, організація виведення з експлуатації та введення в експлуатацію нових ТЗ, що забезпечують реалізацію для власника або підприємства раціональних умов функціонування.
Керований фрикційний гаситель коливань і його динамічні можливості.
(СНУ ім. В. Даля, 2023) Ковтанець, М. В.; Могила, В. И.; Сергієнко, О. В.; Ноженко, В. С.; Ковтанець, Т. М.
У статті представлені результати якісного аналізу характеристик та роботи фрикційних гасителів коливань з керованою силовою характеристикою, що використовуються у ресорному підвішуванні тепловоза типу 2ТЕ116. Досліджено недоліки фрикційних гасителів коливань до яких можна віднести нестабільність коефіцієнта тертя внаслідок зносу і забруднення поверхонь, що труться, впливу погодних умов тощо, що робить процес їх роботи практично неконтрольованим протягом порівняно тривалого періоду. З’ясовано, що принципово новим напрямом у вдосконаленні динамічних показників роботи фрикційних гасителів коливань є управління силою їхнього опору залежно від характеристик коливальних процесів надресорної будови. Для якісної оцінки ефективності роботи таких гасителів розглянуто спрощену коливальну систему з параметрами, близькими до таких як у першому ступені ресорного підвішування тепловоза 2ТЕ116. Для роботи гасителя в керованому режимі у системі передбачені датчик переміщень надресорної будови, пристрій керування силою опору, виконавчий механізм і мікропроцесор, що здійснює опрацювання інформації та вироблення сигналу управління. Наявність датчиків швидкості та прискорення не є необхідним, оскільки відповідні сигнали можна отримати у мікропроцесорі, диференціюючи сигнал датчика переміщень. Встановлено, що керуючи функцією сили опору, можливо забезпечити фрикційному гасителю необхідні силові характеристики як лінійні, і нелінійні. Більше того, на певних режимах руху локомотива (наприклад, при троганні або при малих швидкостях) можна взагалі зробити їх рівними нулю, ніж виключити зону нечутливості ресорного підвішування, що позитивно позначиться на його динамічних показниках і нерівномірності розподілу навантажень на колісні пари. Сила опору гасителя формується мікропроцесорною системою і є функцією амплітуди переміщення і швидкості відносного ковзання в елементах, що труться. Наведено рекомендації щодо вибору параметрів функції керування силою опору. Конструктивно керований фрикційний гаситель порівняно легко виконати з урахуванням серійного гасителя, застосовуваного в ресорному підвішуванні тепловоза 2ТЕ116. Потрібно лише замінити в ньому натискну пружину елементом, який може створювати змінну силу натискання, наприклад, пневматичним балоном, сильфон, діафрагмою і т.п.
Концепція та реалізація комплексної реновації і регенерації гумотехнічних виробів, олій та композитів залізничного транспорту з отриманням нових якостей матеріалів.
(СНУ ім. В. Даля, 2022) Могила, В. І.; Ковтанець, М. В.; Морнева, М. О.; Ковтанець, Т. М.; Mogila, V. I.; Kovtanets, M. V.; Morneva, M. O.; Kovtanets, T. M.
Робота присвячена створенню наукової теорії концепції та закономірностей пов’язаних з переробкою промислових відходів залізничної галузі – ГТВ (гумовотехнічних виробів), олії і мастил, накладок пантографів, гальмових колодок, обґрунтуванню їх екологічної небезпеки та розробці комплексних способів реновації, регенерації, утилізації для мінімізації антропогенного впливу на навколишнє середовище. Аналіз сучасного стану застосування технологій реновації, регенерації ГТВ, олій вуглевмісних полімерів, теоретичне та експериментальне дослідження властивостей відпрацьованих матеріалів, температури, вмісту води та інших параметрів, вплив локального охолодження високочастотних (ВЧ) і понад високочастотних (ПВЧ) електромагнітних полів відпрацьованих матеріалів, використання озону для інтенсифікації деструкції гумо-технічних виробів, що дозволить розробити екологічно безпечні способи регенерації, реновації та утилізації ГТВ різного складу і терміну зберігання. Запропоновано спосіб отримання рідкого та газоподібного палива з відходів гумо-мастильних матеріалів, в якому заключне блок інноваційних технічних рішень, а саме: збудженням ультразвукових коливань для руйнування гумових відходів; розігрів металевих корд наведенням току високої частоти; збудження електромагнітних коливань корду; озон в піролізній камері для покращення розчину гуми та утворення однорідної суміші. Встановлено, що під дією озону відбувається швидке окислення гумових відходів у зв’язку із руйнуванням міжмолекулярних та внутрішньо-молекулярних зв’язків. Тому, при наявності на поверхні гуми мікротріщин (кількість яких значна для відпрацьованих шин), насамперед починається атака озоном тих молекул, які розташовані у вершинах тріщин, що приводить до швидкого розростання тріщин і розпаду матеріалу на шматки з порівняно гладкими поверхнями. У випадку озонної атаки, поверхні шматків, що утворилися, окислені, тобто на поверхнях знижується молекулярна маса й з'являються киснево-містящі продукти окислювання гуми. Паралельно з поданням озону та ультразвуку включають по черзі електромагніти, які створюють еле- ктромагнітне поле; металевий корд (входить до складу гуми) по черзі рухається від одного магніта до іншого. Електромагніти активізують рух суміші. Таким чином досягається розчинення гуми, відділення її від металевої частини та високоефективне перемішування.
Метод встановлення причин сходження рухомого складу з рейок.
(СНУ ім. В. Даля, 2021) Дьомін, Р. Ю.; Дьомін, Ю. В.; Черняк, Г. Ю.; Ноженко, В. С.
Метод визначення причин сходження рухомого складу з рейок (ВПС), який представляється в стат-ті, призначено для використання при розслідуванні сходження вагонів у поїздах. Метод ВПС ґрунту-ється на статистичній обробці результатів моделювання динаміки поїзда певного складу з викори-станням сучасного програмного забезпечення. Загальна процедура методу ВПС полягає в наступно-му: формування набору факторів F події сходження у вигляді знаків, за якими буде здійснюватися пошук найбільш значущих з них, і формулювання альтернатив із «протилежним» значенням; побудо-ва плану повнофакторного експерименту; розробка комп’ютерної моделі динаміки поїзда з прийнят-ним рівнем деталізації, що дозволяє відобразити множину факторів F; проведення дослідів за планом комп’ютерного експерименту та з’ясування можливості сходження рухомого складу з рейок для кожного експерименту; обчислення вагових коефіцієнтів події сходження на основі статистичної обробки результатів з використанням підходу Байєса. За методом ВПС для відображення факторів події сходження рухомого складу з рейок знаки використовуються за принципом «так/ні», що дає можливість відобразити в комп’ютерній моделі параметри рухомого складу, характеристики та обставини події сходження. На основі багатьох ознак планується повнофакторний комп’ютерний експеримент. Результати окремих експериментів аналізуються, щоб визначити ті, для яких подія сходження, ймовірно, відбулася, і ті, для яких подія сходу, ймовірно, не відбулася. Визначення причин сходження рухомого складу з рейок здійснюється за результатами статистичної обробки даних комп’ютерного експерименту, за якими на основі статистичних висновків та обчислення умовної ймовірності розраховуються вагові коефіцієнти факторів, що впливають на подію сходження. Відо-браження факторів події сходження за допомогою ознак, запропонованих методом ВПС, розширює область пошуку найбільш значущих факторів серед параметрів, характеристик та обставин події сходження. Застосування методу ВПС доцільне при розслідуванні сходжень з рейок вантажних ва-гонів в режимах тяги або гальмування поїздів.

Browse

Browsing Статті (КЗАТтаПТМ) by Title

Results Per Page

Sort Options