RU2654877C1 - Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation - Google Patents

Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2654877C1
RU2654877C1 RU2017112589A RU2017112589A RU2654877C1 RU 2654877 C1 RU2654877 C1 RU 2654877C1 RU 2017112589 A RU2017112589 A RU 2017112589A RU 2017112589 A RU2017112589 A RU 2017112589A RU 2654877 C1 RU2654877 C1 RU 2654877C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oscillations
engine
locomotive
dynamic
nut
Prior art date
Application number
RU2017112589A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Павлович Хоменко
Сергей Викторович Елисеев
Алексей Иванович Орленко
Андрей Владимирович Елисеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2017112589A priority Critical patent/RU2654877C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2654877C1 publication Critical patent/RU2654877C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B31/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/08—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: group of inventions relates to machine building. Connect the traction motor through the wheel pair with the rail contact and connect the spout of the engine housing to the frame of the locomotive trolley. Provide a reduction in the level of vibrations transmitted to the engine both from the side of the track and from the oscillations of the locomotive frame. Parallel to the elastic element in the pedestal stage, an additional connection is introduced in the form of a device for converting motion with an unregulated reduced moment of inertia of the nut-flywheel. Controlled device is introduced parallel to the elastic element to transform the movement in the stage: the nozzle of the motor housing is the frame. Provide the possibility of the necessary change of the given mass inertial characteristics of the vibration state of the traction motor. Implement the mode of dynamic damping of oscillations simultaneously in two coordinates. Device comprises a device for converting motion in the form of a non-self-locking screw mechanism. On the nut-flywheel through the clamping of the friction pads to the side surface of the nut, the servo-actuator realizes the control action in the form of the moment of the resistance forces.
EFFECT: effect of dynamic blanking in two coordinates of vertical oscillations is achieved.
2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемая заявка относится к вопросам повышения надежности работы тягового двигателя локомотива. Уровень динамических нагрузок на основные узлы и агрегаты локомотивов и на тяговые двигатели в частности возрастает в связи с необходимостью увеличения пропускной способности дорог, что стимулирует поиск и разработку способов и средств контроля и управления динамическим состоянием тяговых двигателей локомотивов. В этом направлении научные разработки, выполняемые отечественными учеными достаточно разнообразны и содержательны и отражают внимания к вопросам динамики взаимодействия подвижного состава и пути [А.Я. Коган, Л.О. Грачева, М.Ф. Вериго, С.В. Вершинский], в меньшей степени исследованы особенности динамических взаимодействий тяговых двигателей с опорно-осевой подвеской, хотя в том направлении также определенный научно-технический задел.The proposed application relates to improving the reliability of the traction engine of a locomotive. The level of dynamic loads on the main components and assemblies of locomotives and traction engines, in particular, increases due to the need to increase the capacity of roads, which stimulates the search and development of methods and means of monitoring and controlling the dynamic state of traction engines of locomotives. In this direction, scientific developments carried out by domestic scientists are quite diverse and informative and reflect attention to the issues of the dynamics of the interaction of rolling stock and the way [A.Ya. Kogan, L.O. Gracheva, M.F. Verigo, S.V. Vershinsky], to a lesser extent, the features of dynamic interactions of traction engines with an axial-axle suspension have been investigated, although there is also a certain scientific and technical reserve in that direction.

Динамика тягового двигателя представляет собой достаточно сложную задачу, если учесть, что даже в простейших вариантах расчетная схема такого технического объекта представляет собой систему с двумя степенями свободы. Внешние возмущения также отличаются широким спектром воздействий. При этом тяговый двигатель с опорно-осевой подвеской подвержен динамическим нагружениям и со стороны упруго-рельсового пути и со стороны рамы локомотива в точках контактирования через амортизаторы между двигателем и балкой рамы. В связи с тем, что состояние рельсового пути не всегда являются равномерным, а условия движения, формирующие динамики локомотива, в целом, является многофакторным процессом, предварительная настройка системы подрессоривания (или вибрационной защиты), в определенном смысле, может рассматриваться как усреднено-взвешенная. Большими возможностями в этом направлении обладают системы подвешивания с автоматической поднастройкой параметров, когда динамический режим вибрационных движений тягового двигателя в зависимости от обстоятельств мог бы поднастраиваться или корректироваться с помощью специальных технических средств, работающих в режимах самоподстройки или на основе простейших форм управляемого движения.The dynamics of the traction engine is a rather complicated task, given that even in the simplest cases, the design scheme of such a technical object is a system with two degrees of freedom. External disturbances also have a wide range of effects. In this case, the traction motor with axial-axle suspension is subject to dynamic loads from the side of the elastic rail and from the side of the locomotive frame at the contact points through shock absorbers between the engine and the frame beam. Due to the fact that the state of the rail track is not always uniform, and the traffic conditions that form the dynamics of the locomotive, as a whole, is a multi-factor process, the preliminary adjustment of the suspension system (or vibration protection), in a certain sense, can be considered as averaged-weighted. Suspension systems with automatic adjustment of parameters have great opportunities in this direction, when the dynamic mode of vibrational movements of the traction engine, depending on the circumstances, could be adjusted or adjusted using special technical means operating in self-tuning modes or based on the simplest forms of controlled movement.

Известны способы изменения динамических свойств технических объектов, подверженных вибрационным нагрузкам, в которых необходимые изменения динамического состояния достигаются соответствующими коррекциями приведенных масс и жесткостей механической колебательной системы, выполняемой специальными устройствами, использующими внешние источники энергии.Known methods for changing the dynamic properties of technical objects subject to vibrational loads, in which the necessary changes in the dynamic state are achieved by appropriate corrections of the reduced masses and stiffnesses of a mechanical oscillatory system, performed by special devices using external energy sources.

Интересное решение о возможностях динамического гашения колебаний технических объектов представлено в изобретении RU 2440523 С2, МПК F16F 15/04, F16F 7/10 "Способ регулирования жесткости виброзащитной системы и устройство для его осуществления"(опубл. 20.01.2012 бюл. №2. Авторский коллектив: Хоменко Андрей Павлович, Елисеев Сергей Викторович, Белокобыльский Сергей Владимирович, Упырь Роман Юрьевич, Трофимов Андрей Нарьевич, Паршута Евгений Александрович, Сорин Виктор Валентинович).An interesting solution on the possibilities of dynamic damping of oscillations of technical objects is presented in the invention RU 2440523 C2, IPC F16F 15/04, F16F 7/10 "Method for regulating the stiffness of a vibration protection system and a device for its implementation" (published on January 20, 2012, Bulletin No. 2. collective: Andrey Khomenko, Sergey Victorovich Eliseev, Sergey Vladimirovich Belokobylsky, Roman Yuryevich Upyr, Andrey Naryevich Trofimov, Evgeny Parshuta, Victor Valentinovich Sorin).

Способ регулирования жесткости заключается в установке пружины с положительной жесткостью и дополнительного упругого элемента в виде вращающихся масс. Вращение масс вокруг вертикальной оси создает центробежные силы, обеспечивающие изменение суммарной жесткости устройства. Вращение масс создает "отрицательную" жесткость, которая зависит от угловой скорости вращения. Виброзащитное устройство содержит упругие дополнительные элементы в виде отдельных масс, соединенных шарнирно с помощью рычагов с основанием и объектом защиты.The method of controlling stiffness is to install a spring with positive stiffness and an additional elastic element in the form of rotating masses. The rotation of the masses around the vertical axis creates centrifugal forces, providing a change in the total rigidity of the device. The rotation of the masses creates a "negative" stiffness, which depends on the angular velocity of rotation. The vibroprotective device contains additional elastic elements in the form of individual masses pivotally connected by means of levers with a base and an object of protection.

Изобретение заключается в том, чтобы простейшим способом обеспечить гашение вибраций объекта защиты, что достигается тем, что виброзащитная система включает дополнительные упругие элементы в виде масс и вращающихся вокруг вертикальной оси, что создает центробежные силы, обеспечивающие изменение суммарной жесткости устройства, причем вращение масс создает отрицательную жесткость, и она зависит от угловой скорости вращения. Упругие дополнительные устройства представлены в виде отдельных масс, соединенных шарнирно с помощью рычагов с основанием и объектом защиты с возможностью создания центробежных инерционных сил вращения вокруг вертикальной оси.The invention consists in the simplest way to ensure the damping of the vibrations of the protection object, which is achieved by the fact that the vibration protection system includes additional elastic elements in the form of masses and rotating around a vertical axis, which creates centrifugal forces that change the total stiffness of the device, and the rotation of the masses creates a negative stiffness, and it depends on the angular velocity of rotation. Elastic additional devices are presented in the form of separate masses pivotally connected by means of levers with a base and an object of protection with the possibility of creating centrifugal inertial forces of rotation around a vertical axis.

Вибрационное устройство для реализации способа предусматривает, что упругие дополнительные устройства представлены в виде отдельных масс, соединенных шарнирно с помощью рычагов с основанием и объектом защиты с возможностью создания центробежных инерционных сил вращения вокруг вертикальной оси.The vibration device for implementing the method provides that the elastic additional devices are presented in the form of separate masses pivotally connected by means of levers with a base and an object of protection with the possibility of creating centrifugal inertial forces of rotation around a vertical axis.

Недостатком такого подхода является не только определенная громоздкость конструктивно-технического решения, но и наличие большого числа кинематических пар, которые ориентированы на работу в условиях повышенных динамических нагружений и сложных динамических взаимодействий элементов системы, что снижает ресурс надежности работы системы корректировки и возможности быстрой поднастройки параметров. При этом необходимо отметить, что используемое в системе корректировки свойств устройство для преобразования движения в виде вращающегося механизма по типу группы Ассура 2-го рода не является компактным.The disadvantage of this approach is not only the certain cumbersomeness of the structural and technical solution, but also the presence of a large number of kinematic pairs that are oriented to work under conditions of increased dynamic loading and complex dynamic interactions of system elements, which reduces the reliability of the operation of the correction system and the ability to quickly adjust settings. It should be noted that the device used in the system for adjusting properties to convert motion in the form of a rotating mechanism according to the type of Assur group of the second kind is not compact.

Корректировка динамических свойств в системах вибрационной защиты тяговых двигателей может достигаться установкой специальных устройств для преобразования движения, которые могут размещаться не только в зоне контакта тягового двигателя с рамой тележки, но и в буксовой ступеньке. Интересен в этом отношении подход, обозначенный в патенте на полезную модель RU 29504 U1 МПК B60L 9/00 (Авторский коллектив: Хоменко А.П., Милованов А.И., Гозбенко В.Е., Ермошенко Ю.В. "Устройство для гашения линейных и крутильных колебаний в подвеске тягового двигателя с опорно-осевой подвеской". Опубликовано 20.05.2003. Бюл. №14).Correction of dynamic properties in the vibration protection systems of traction engines can be achieved by installing special devices for converting movement, which can be placed not only in the zone of contact of the traction engine with the frame of the trolley, but also in the axle box step. In this respect, the approach described in the patent for utility model RU 29504 U1 IPC B60L 9/00 (the Team of authors: Khomenko A.P., Milovanov A.I., Gozbenko V.E., Yermoshenko Yu.V. "Device for damping linear and torsional vibrations in the suspension of a traction engine with axial-axle suspension. "Published on 05/20/2003. Bull. No. 14).

Устройство для гашения линейных и крутильных колебаний в подвеске тягового электродвигателя с опорно-осевой подвеской, содержащее средства эффективной защиты от вибраций в системе опорно-осевой подвески тягового двигателя локомотива, такие как пружинные комплекты, состоящие из четырех пружин, расположенных между двумя балками и стянутые болтами, или упругие резиновые шайбы, представляющие блок амортизаторов, составляющие основную механическую цепь средств виброзащиты, отличающееся тем, что оно содержит параллельно основной цепи дополнительную цепь, в виде несамотормозящей битовой пары, подвижным звеном в которой служит гайка-маховик с возможностью исключения угловых флуктуаций крутильных колебаний и поперечных компонентов вертикального движения тягового двигателя, при этом связь гайки-маховика с рамой электродвигателя выполнена с исключением или с возможностью обеспечения относительного движения, соединение винта с рамой выполнено соответственно с возможностью обеспечения или исключением относительного движения.A device for damping linear and torsional vibrations in a suspension of a traction electric motor with an axial-axle suspension, containing means of effective protection against vibrations in the axial-axle suspension system of a locomotive traction motor, such as spring sets consisting of four springs located between two beams and tightened by bolts , or elastic rubber washers representing a block of shock absorbers that make up the main mechanical chain of vibration protection, characterized in that it contains additional an additional circuit, in the form of a non-self-braking bit pair, with a flywheel as a movable link with the possibility of eliminating angular fluctuations in torsional vibrations and transverse components of the vertical movement of the traction motor, while the flywheel nut is coupled to the motor frame with the exception or with the possibility of providing relative motion , the connection of the screw with the frame is made accordingly with the possibility of providing or eliminating relative motion.

Рассматриваемое изобретение обладает потенциалом востребованности, поскольку содержит интересное предложение об использовании компактного механизма или устройства для преобразования движения, способного создавать эффекты существенного изменения приведенных массоинерционных характеристик подвески тягового двигателя с опорно-осевой подвеской. Вместе с тем, настройка такого рода устройств является разовой и в принципе не ориентирована на возможности адаптации к изменениям условий эксплуатации и параметров внешнего периодического возмущения со стороны колесной пары.The invention under consideration has the potential for demand, because it contains an interesting proposal for the use of a compact mechanism or device for converting motion that can create effects of a significant change in the given mass inertia characteristics of a traction motor suspension with an axial-axle suspension. At the same time, the adjustment of such devices is one-time and, in principle, is not focused on the possibility of adapting to changes in operating conditions and parameters of the external periodic disturbance from the side of the wheelset.

Ближайшим аналогом является изобретение «Устройство для гашения колебаний в железнодорожном транспортном средстве, выполняющем грузовые перевозки» (RU 2569970 С2, МПК В60Р 7/18; F16F 7/02, опубл. 06.06.2015, бюл. №16; авторский коллектив: Оленцевич Виктория Александровна, Милованов Николай Алексеевич, Гозбенко Валерий Ерофеевич, Милованов Алексей Игоревич). Устройство содержит подвижную контейнерную площадку, грузовой контейнер и дополнительную цепь виброзащиты. Фрикционные гасители колебаний выполнены в виде закрепленных на боковой поверхности грузового контейнера цилиндров. Штоки размещены во внутренних полостях цилиндров. Цилиндры опираются на контейнерную площадку. Гайки-маховики составляют несамотормозящие винтовые кинематические пары с внутренней стенкой цилиндров и со штоками. Свободные внутренние полости цилиндров заполнены гидравлической смесью. В гайках-маховиках выполнены дроссельные каналы. Достигается снижение инерционных нагрузок.The closest analogue is the invention “A device for damping vibrations in a railway vehicle performing freight transportation” (RU 2569970 C2, IPC ВРР 7/18; F16F 7/02, published on 06.06.2015, bull. No. 16; authors: Victoria Olentsevich Alexandrovna, Milovanov Nikolay Alekseevich, Gozbenko Valery Erofeevich, Milovanov Alexey Igorevich). The device comprises a movable container platform, a cargo container and an additional vibration protection circuit. Friction dampers are made in the form of cylinders fixed on the side surface of a cargo container. The rods are placed in the internal cavities of the cylinders. Cylinders rest on the container platform. Flywheel nuts make non-self-locking screw kinematic pairs with an inner cylinder wall and rods. The free internal cavities of the cylinders are filled with a hydraulic mixture. Throttle channels are made in the flywheel nuts. A decrease in inertial loads is achieved.

Предлагаемая в патенте схема конструктивного комплекса, представляющего собой единичное рабочее звено процесса грузовых перевозок, решает задачу создания дополнительной цепи для гашения колебаний в относительном движении объектов, составляющих это звено, - подвижной контейнерной площадки и размещенного на ней грузового контейнера. Дополнительная цепь последовательно связана с основной цепью, представленной упругой связью буксы с подвижной контейнерной площадкой.The design scheme proposed in the patent, which is a single working unit of the freight transportation process, solves the problem of creating an additional chain for damping fluctuations in the relative movement of the objects that make up this unit - a moving container platform and a freight container placed on it. The additional chain is connected in series with the main chain, which is represented by the elastic connection of the axle box with a movable container platform.

Схема связи подвижной контейнерной площадки с грузовым контейнером реализуется посредством стационарных упругих элементов, выполненных в виде пружины или резинометаллического амортизатора, и цилиндров - фрикционных гасителей колебаний. Для размещения стационарных упругих элементов в опорных поверхностях контейнера и площадки выполнены углубления. Связи цилиндров с площадкой и контейнером представляют собой сферические шарнирные опоры, защищенные от попадания пыли и грязи эластичными кожухами.The communication scheme of the moving container platform with the cargo container is implemented by means of stationary elastic elements made in the form of a spring or rubber-metal shock absorber, and cylinders - friction vibration dampers. To place stationary elastic elements in the supporting surfaces of the container and the platform, recesses are made. The connections of the cylinders with the platform and the container are spherical articulated bearings, protected from dust and dirt by elastic casings.

С цилиндром фрикционного гасителя колебаний используется сферическая шарнирная опора, шток, гайка-маховик, составляющая несамотормозящие винтовые кинематические пары со штоком своей внутренней резьбовой поверхностью и с цилиндром внешней резьбовой поверхностью. Опирание штока на площадку осуществляется в нижнем сферическом шарнире, опирание цилиндра на стенку контейнера - в верхнем сферическом шарнире. Предотвращение попадания пыли и грязи во внутреннюю полость цилиндра обеспечивается уплотнениями.A spherical articulated support, a rod, a flywheel nut, comprising non-self-locking screw kinematic pairs with a rod with its internal threaded surface and with an external threaded cylinder, are used with a friction damper cylinder. The rod is supported on the platform in the lower spherical hinge; the cylinder is supported on the container wall in the upper spherical hinge. Preventing dust and dirt from entering the cylinder interior is ensured by seals.

Демпфирование колебаний в относительном движении контейнерной площадки и размещенного на ней контейнера осуществляется за счет диссипации энергии во фрикционных винтовых кинематических парах «гайка-маховик - шток» и «гайка-маховик - цилиндр».Damping of oscillations in the relative motion of the container platform and the container placed on it is carried out due to energy dissipation in the friction screw kinematic pairs “nut-flywheel-rod” and “nut-flywheel-cylinder”.

Предложено конструктивно - техническое решение в объединении в структуре одного механизма для преобразования движения возможностей приведенных массоинерционных характеристик и эффектов рассеивания энергии при взаимодействиях вращающейся гайки с внутренней поверхностью гасителя колебаний. При всей оригинальности подхода необходимо отметить практически мало устранимый недостаток, заключающийся в необходимости компенсации влияния износа трущихся поверхностей амортизатора, учитывая специфику работы тягового двигателя, заключающуюся в непрерывных динамических внешних нагружениях. Рассматриваемое в патенте предложение не обладает возможностями автоматической поднастройки параметров.A structural and technical solution is proposed in combining one mechanism in the structure for converting the movement of the capabilities of the given mass inertia characteristics and energy dissipation effects during interactions of a rotating nut with the inner surface of the vibration damper. For all the originality of the approach, it is necessary to note a practically insoluble drawback consisting in the need to compensate for the influence of wear on the friction surfaces of the shock absorber, taking into account the specificity of the traction engine, which consists in continuous dynamic external loads. The proposal considered in the patent does not have the ability to automatically adjust the parameters.

В предлагаемом способе динамического гашения колебаний тягового двигателя реализуются интегральный подход, в котором устраняются недостатки рассмотренных предложений и использовано рациональное объединение идей о применении специальных механизмов для преобразования движения и возможностей изменения параметров системы с помощью системы управления.In the proposed method for dynamically damping the oscillations of the traction engine, an integrated approach is implemented in which the disadvantages of the proposals considered are eliminated and a rational combination of ideas about the use of special mechanisms for converting motion and the possibility of changing the parameters of the system using the control system is used.

Цель предлагаемого способа динамического гашения колебаний тягового двигателя с опорно-осевой подвеской заключается в получении эффекта динамического гашения по двум координатам вертикальных колебаний тягового двигателя, что достигается использованием специальных устройств для изменения приведенной массы двигателя, реализуемой с помощью специальной системы управления динамическим состоянием.The purpose of the proposed method for the dynamic damping of oscillations of a traction engine with an axial-axle suspension is to obtain the effect of dynamic damping in two coordinates of the vertical oscillations of the traction engine, which is achieved by using special devices to change the reduced mass of the engine, which is implemented using a special dynamic state control system.

Тяговый двигатель с опорно-осевой подвеской представляет собой колебательную систему в виде твердого тела на упругих опорах и совершает вертикальные колебания по двум степеням свободы.A traction motor with an axial-axle suspension is an oscillating system in the form of a solid body on elastic supports and performs vertical oscillations in two degrees of freedom.

Двигатель обладает массой М и моментом инерции J. Опоры двигателя в расчетах приводятся к двум упругим элементам с жесткостями kl и k2. Устройства для преобразования движения представляют собой винтовые несамотормозящиеся механизмы, имеющие гайки-маховики, на одном из которых установлено устройство, реализующее тормозной момент путем прижатия фрикционной колодки к ободу гайки-маховика. Действие тормозного момента на ободе гайки-маховика трансформируется в соответствующее изменение приведенной массы двигателя, что влияет на перераспределение усилий между элементами системы и обеспечивает возможности получения различных режимов динамического гашения за счет настройки со стороны внешних действующих возмущений в виде известного закона движения опорной поверхности. Система управления имеет измерительные устройства для регистрации колебаний двигателя, блок для обработки информации и источник энергии и исполнительный механизм прижатия фрикционной колодки.The engine has a mass M and moment of inertia J. The engine mounts in the calculations are reduced to two elastic elements with stiffnesses k l and k 2 . The devices for converting movement are non-self-locking helical mechanisms with flywheel nuts, one of which has a device that implements braking torque by pressing the friction pad against the rim of the flywheel nut. The action of the braking torque on the rim of the flywheel nut is transformed into a corresponding change in the reduced mass of the engine, which affects the redistribution of forces between the elements of the system and provides the possibility of obtaining various modes of dynamic damping by adjusting the external acting disturbances in the form of a known law of motion of the supporting surface. The control system has measuring devices for detecting engine vibrations, an information processing unit and an energy source and an actuator for pressing the friction pad.

Реализация способа динамического гашения колебаний осуществляется следующим образом. При движении локомотива тяговый двигатель получает кинематическое возмущение со стороны опорной поверхности. Законы движения поверхности в виде z1(t) и z2(t) полагаются известными. Принципиальная схема двигателя приведена на фиг. 1. Тяговый двигатель 3 обладает массой М и моментом инерции J. Положение тягового двигателя описывается координатами y1 и y2. Параметры вибрации определяются датчиками вибраций 4, подающими сигналы через коммуникации 5 в блок обработки информации 6.The implementation of the dynamic damping method is as follows. When the locomotive moves, the traction motor receives a kinematic disturbance from the side of the supporting surface. The laws of surface motion in the form of z 1 (t) and z 2 (t) are assumed to be known. A schematic diagram of the engine is shown in FIG. 1. Traction motor 3 has a mass M and moment of inertia J. The position of the traction motor is described by the coordinates y 1 and y 2 . Vibration parameters are determined by vibration sensors 4, which transmit signals through communications 5 to the information processing unit 6.

Тяговый двигатель 3 опирается на упругие элементы 1 и 7 с жесткостями k1 и k2. Кроме того, опора за счет введения дополнительных устройств для преобразования движения (УПД) 2 и 8 с параметрами L1 и L2 соответственно.The traction motor 3 is based on elastic elements 1 and 7 with stiffnesses k 1 and k 2 . In addition, the support due to the introduction of additional devices for converting motion (UPD) 2 and 8 with parameters L 1 and L 2, respectively.

Устройство для преобразования движения (УПД) с параметром L2 является настроечным.The device for converting motion (UPD) with the parameter L 2 is a tuning.

Порядок работы настроечного УПД показан на фиг. 2, где схематично изображены элементы несамотормозящегося винтового механизма, состоящего из ходового винта 9, гайки-маховика 10 и прижимного механизма с фрикционной колодкой 11 и сервоприводом 12.The operating procedure of the tuning control is shown in FIG. 2, which schematically depicts elements of a non-self-locking screw mechanism, consisting of a lead screw 9, a flywheel nut 10 and a clamping mechanism with a friction block 11 and a servo drive 12.

Система управления имеет встраиваемый источник энергии для приведения в движение сервопривода. В зависимости от условий движения система может реализовывать режимы динамического гашения по координатам y1 и y2, отдельно на соответствующих координатах y1 и y2, а также обеспечивать одновременное динамическое гашение по двум координатам, что может быть реализовано на определенной скорости движения путем настройки системы.The control system has a built-in energy source for driving the servo. Depending on the movement conditions, the system can implement dynamic blanking modes at the coordinates y 1 and y 2 , separately at the corresponding coordinates y 1 and y 2 , and also provide simultaneous dynamic blanking at two coordinates, which can be implemented at a specific speed by moving the system .

Claims (2)

1. Способ динамического гашения колебаний тягового двигателя локомотива с опорной осевой подвеской, образованной упругими элементами, соединяющими тяговый двигатель через колесную пару с рельсовым контактом и соединение носика корпуса двигателя с рамой тележки локомотива, обеспечивающих уменьшение уровня вибраций, передающихся на двигатель как со стороны рельсового пути, так и со стороны колебаний рамы локомотива, отличающийся тем, что параллельно упругому элементу в буксовой ступени вводится дополнительная связь в виде устройства для преобразования движения (УПД) с нерегулируемым приведенным моментом инерции гайки-маховика, а во второй ступени (носик корпуса двигателя - рама) аналогичным образом вводится параллельно упругому элементу управляемое устройство для преобразования движения, обеспечивающее возможность необходимого изменения приведенных массоинерционных характеристик вибрационного состояния тягового двигателя, в частности через реализацию режима динамического гашения колебаний одновременно по двум координатам.1. A method of dynamically damping oscillations of a traction engine of a locomotive with a support axial suspension formed by elastic elements connecting the traction engine through a wheel pair with a rail contact and connecting the nose of the engine casing with the frame of the locomotive trolley, which reduce the level of vibration transmitted to the engine from the side of the rail track , and from the side of the oscillations of the locomotive frame, characterized in that parallel to the elastic element in the axle box an additional connection is introduced in the form of a device for For motion conversion (UPD) with an unregulated reduced moment of inertia of the flywheel nut, and in the second stage (the nose of the engine housing - frame), a controlled device for converting movement is introduced in parallel with the elastic element, providing the necessary change in the reduced mass inertia characteristics of the vibrational state of the traction motor, in particular, through the implementation of a regime of dynamic damping of oscillations simultaneously in two coordinates. 2. Устройство для динамического гашения колебаний тягового двигателя локомотива с опорно-осевой подвеской одновременно по двум координатам, представляющее собой устройство для преобразования движения в виде несамотормозящегося винтового механизма, на гайке-маховике которого через прижим фрикционных колодок к боковой поверхности гайки сервоприводом реализуется управляющее воздействие в форме момента сил сопротивления, создающих эффект необходимого изменения массоинерционных характеристик системы подвески, что при реализации соответствующих алгоритмов обработки информации позволяет реализовать новый динамический эффект - режим динамического гашения колебаний тягового двигателя с опорно-осевой подвеской одновременно по двум координатам вибрационного состояния.2. A device for the dynamic damping of the oscillations of a traction engine of a locomotive with an axial axle suspension simultaneously in two coordinates, which is a device for converting movement in the form of a non-self-locking screw mechanism, on the flywheel nut of which, through the clamp of the friction pads to the side surface of the nut, a control action is implemented in the shape of the moment of resistance forces that create the effect of the necessary change in the mass inertia characteristics of the suspension system, which, when implemented, According to the information processing algorithms, a new dynamic effect can be realized - the dynamic mode of damping the oscillations of a traction motor with an axial-axle suspension simultaneously in two coordinates of the vibrational state.
RU2017112589A 2017-04-12 2017-04-12 Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation RU2654877C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112589A RU2654877C1 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112589A RU2654877C1 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2654877C1 true RU2654877C1 (en) 2018-05-23

Family

ID=62202572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017112589A RU2654877C1 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2654877C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090212475A1 (en) * 2005-07-03 2009-08-27 Hermann Tropf Fastening Means Preventing The Transmission of Shocks and Vibrations
US20130292541A1 (en) * 2011-01-11 2013-11-07 Drs Tactical Systems, Inc. Vibration isolating device
RU2569970C2 (en) * 2013-12-03 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Damper for freight railway vehicle
RU2612227C2 (en) * 2015-07-21 2017-03-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" Vibration security device for railway rolling train

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090212475A1 (en) * 2005-07-03 2009-08-27 Hermann Tropf Fastening Means Preventing The Transmission of Shocks and Vibrations
US20130292541A1 (en) * 2011-01-11 2013-11-07 Drs Tactical Systems, Inc. Vibration isolating device
RU2569970C2 (en) * 2013-12-03 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Damper for freight railway vehicle
RU2612227C2 (en) * 2015-07-21 2017-03-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" Vibration security device for railway rolling train

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201891793U (en) Anti-resonance vibration isolation device for inertial mass energy storage type helicopter body
US9994240B2 (en) Chassis for rail vehicles
KR20100093803A (en) Automotive regenerative damping apparatus
CN105539046B (en) Vehicle is actively used to appearance formula dynamic absorber suspension
JP2004237825A (en) Electromagnetic suspension device for vehicle and method for controlling motor of the same
RU174096U1 (en) FRICTIONAL OSCILLATOR
CN103322105B (en) Bionic air spring system
CN107120378B (en) A kind of magneto-rheological vibration damper
CN101351657A (en) Shock absorber
CN104723820A (en) Energy-feed damping device capable of producing energy and energy capture method thereof
Sun et al. Vibration control of high-speed trains self-excitation under-chassis equipment by HSLDS vibration isolators
RU2654877C1 (en) Method of dynamic damping of oscillations of the traction engine of locomotive and device for its implementation
CN206721580U (en) A kind of rail dampener
RU2752435C1 (en) Active high-speed train performance control system
CN205553849U (en) Formula dynamic vibration absorber suspension is used to hold in vehicle initiative
CN202790280U (en) Shock absorber of variable slurry cabinet
RU2569970C2 (en) Damper for freight railway vehicle
JP4700862B2 (en) Railway vehicle
RU2654890C1 (en) Method of protected object dynamic oscillations damping and device for its implementation
CN210859654U (en) Dynamic vibration absorber of urban rail vehicle body based on quasi-zero stiffness principle
CN203374721U (en) Bionic air spring system
CN203157717U (en) Middle supporting device, rear axle driving system with middle supporting device and vehicle with middle supporting device
CN204506398U (en) One can energy-producing energy regenerative shock attenuation unit
CN202992004U (en) Shock absorption device
CN105059077B (en) Wheeled vehicle suspension arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200413