Модель температурного контроля буксы товарного вагона

Информация » Беспроводная система контроля подвижного железнодорожного состава » Модель температурного контроля буксы товарного вагона

Страница 1

Выделяемое при движении поезда в зоне трения подшипника об ось тепло распространяется 2мя путями: через шейку оси на колесо и ось, и через подшипник на корпус буксы. По данным американских исследователей, на колесо и ось приходится до 77% тепла, а на корпус буксы 23% [26].

Нормальная работа буксового узла характеризуется установившемся режимом теплообмена между его элементами, колесной парой и наружным воздухом в процессе движения поезда (рисунок 2.4, кривая 3). Установившейся режим нормально работающего буксового узла наступает примерно через 40 км после начального движения поезда. Значение температуры шейки оси в установившемся режиме зависит от скорости движения поезда, нагрузки на подшипник. При температуре наружного воздуха 20 Сє, установившееся значение для букс с роликовыми подшипниками менее 10-20 Сє [26]. Перегрев букс характеризуется неустановившемся режимом теплообмена (рисунок 2.4, кривая 1). Темп возрастания температуры зависит от характера неисправности, скорости поезда. По данным американских исследователей, которые подтверждаются статистическими данными отечественных ЖД, пробег вагона до излома шейки составляет 50-60км.

Рисунок 2.4 - Зависимость температуры буксы от времени движения

Критерии аварийности (перегрева) буксового узла выработаны практикой длительной эксплуатации подвижного состава в различных условиях и подтверждены экспериментами. Для буксового узла с подшипником скольжения предельно допустимая температура шейки оси составляет примерно 100—110°С. Критическая температура, при которой начинается разрушение граничного слоя и происходит схватывание металлов трущихся поверхностей, соответствует значению 140°С и более. В соответствии со значениями предельно допустимой и критической температуры уровни нагрева шеек осей, при которых буксовый узел на подшипнике скольжения следует считать аварийным (перегретым), находятся выше 100-140°C. Для буксового узла с роликовыми подшипниками повышение в процессе движения поезда температуры корпуса буксы до 70—75°С в летний период или до 40—50°С в зимний период является признаком неисправности.

Неустановившийся режим теплообмена может быть в течение длительного времени работы буксового узла с новым подшипником при некачественной его подгонке. В начальный, период приработки подшипника температура шейки оси поднимается до 100—140°С (рисунок 2.4, кривая 2), а затем по мере приработки подшипника снижается и достигает установившегося значения через 40—80 км. Обнаружение таких букс по выбранным критериям аварийности приводит к необоснованным остановкам поездов. Однако количество этих букс по отношению к количеству действительно неисправных незначительно.

В процессе работы буксового узла тепло от подшипника передается на корпус буксы и температура контролируемой зоны (задней стенки корпуса) возрастает. Значение температуры корпуса буксы определяется температурой шейки оси, температурой наружного воздуха и скоростью движения поезда.

Среднее значение ΔTкб (превышение температурой букс температуры наружного воздуха) нормально работающих буке незначительно меняется при изменении температуры наружного воздуха и при установившемся режиме теплообмена равно 10—15С°. Среднее значение ΔTкб для перегретых букс в зависимости от температуры наружного воздуха меняется значительно.

Основой построения аппаратуры контроля буксовых узлов является измерение энергии излучения корпуса буксового узла. Каждое тело, температура которого выше абсолютного нуля, излучает в окружающее пространство энергию. Тела, полностью поглощающие падающий на них лучистый поток и обладающие максимальной излучаемостью, называются абсолютно черными телами. Излучение черного тела полностью определяется его температурой.

Спектральная плотность излучения абсолютно черного тела Е является функцией длины волны, λ и температуры Т. В соответствии с законом Планка, спектральная плотность излучения черного тела для длин волн от λ до dλ определяется по формуле

где C1 и C2 константы, равные ,

Максимум плотности излучения по мере возрастания температуры тела перемещается в область коротких волн. По закону Вина длина волны (в мкм), соответствующая максимуму излучения, определяется по формуле

Страницы: 1 2

Актуальное на сайте:

Первые опытные конструкции
Один из первых экспериментальных активных автопоездов был построен на Горьковском автозаводе в 1957-1958 годах на базе многоцелевого седельного тягача ГАЗ-63Д с задними односкатными колесами и дополнительной коробкой отбора мощности. Эта ...

Хранение и содержание инструмента строгого учета по дистанции пути
К инструменту строгого учета относятся: - костыльные ломы, - лапы, - путевые гаечные ключи, - путевые торцовые и шурупные ключи. На инструмент строго учета в техническом отделе дистанции пути, а также на околотках заведены книги, куд ...

Обоснование и выбор исходных данных для проектирования
Исходя из того, что в 2008 году предприятие предполагает изменить списочный парк автомобилей, то для технологических расчётов в дипломном проекте принимается существующий списочный состав автомобилей. Категория условий эксплуатации автот ...

Автомобильные дизельные топлива

Для автомобильных дизельных двигателей выпускаются топлива на базе керосиновых, газойлевых и соляровых дистилляторов прямой перегонки нефти. Для снижения содержания серы используют гидроочистку и депарафинизацию.

Продолжить чтение »