Transcript Prezentacja PPS - Instytut Kolejnictwa

Wpływ odkształceń cieplnych
wstawek nowej konstrukcji
na pracę hamulca klockowego
pojazdu szynowego
Paweł Urbańczyk
INSTYTUT KOLEJNICTWA
POLITECHNIKA KRAKOWSKA
Laboratorium Badań Taboru
Wydział Mechaniczny
Pracownia Hamulców w Krakowie
Instytut Pojazdów Szynowych
Przewozy Regionalne
PKP Cargo
Wagony
(klasyczny)
49%
Wagony
(klasyczny)
99%
Wagony
(inny)
1%
ezt
(klasyczny)
45%
PKP Intercity
99 %
Wagony
(klasyczny)
95%
ezt (inny)
1%
Wagony
(inny)
4%
Autobusy
szynowe
5% ezt (inny)
1%
94 %
95 %
2
Problemy eksploatacyjne
Pękanie i nierównomierne zużycie
3
Uszkodzenia powierzchni koła
4
Odkształcenia cieplne wstawki
Przyczyna:

gradient temperatury
Skutki:

nierównomierny rozkład nacisków jednostkowych

podwyższone wartości nacisków jednostkowych

pogorszenie skuteczności hamulca

przyspieszone i nierównomierne zużycie wstawek
(i kół)
5
Współpraca z kołem
6
Cele pracy
NAUKOWY
Określenie wpływu nowej konstrukcji wstawki
segmentowej na rozkład nacisków jednostkowych na
powierzchni tarcia
UTYLITARNY
Opracowanie nowej konstrukcji żeliwnej wstawki
hamulcowej umożliwiającej zwiększenie jej trwałości
eksploatacyjnej poprzez zmniejszenie wpływu
odkształceń cieplnych na rozkład nacisków
jednostkowych w strefie tarcia.
7
Teza
Wstawka segmentowa dzięki zwiększonej podatności
promieniowej cechuje się:

zmniejszonymi odkształceniami cieplnymi

bardziej równomiernym rozkładem nacisków w
strefie tarcia
(i zmniejszonym zużyciem)

zmniejszonymi wartościami maksymalnych nacisków
jednostkowych (i wyższym współczynnikiem tarcia)

wyższą skutecznością i stabilnością pracy hamulca
(w różnych warunkach atmosferycznych)
8
Zakres pracy
− SKONSTRUOWANIE
− WYPRODUKOWANIE
− BADANIA
− OCENA
segmentowej żeliwnej wstawki hamulcowej
9
Segmentowa wstawka hamulcowa
Wstawka
segmentowa
Zgłoszenie
patentowe
nr P-356758
10
Klasyczna i segmentowa wstawka hamulcowa
11
Baza porównawcza
Bazę porównawczą stanowią wyniki:

eksploatacji obserwowanej

badań skuteczności hamulca

badań odporności na obciążenia cieplne

badań stanowiskowych
klasycznych żeliwnych wstawek hamulcowych
12
Badania wstawek segmentowych
Układ klocków:
2×Bgu (skala 1:1)
Metodyka:
wg UIC 541-4 dla wstawek LL (rozszerzona)
Stanowisko:
Instytut Kolejnictwa
13
Powierzchnia cierna wstawek klasycznych i segmentowych
14
G = 2,5 t
F = 16 kN
0
G = 2,5 t
F = 16 kN
700
Segmentowe - " na sucho"
0
0
Segmentowe - " na sucho"
600
Segmentowe
- "na mokro"
Segmentowe - "na mokro"
Klasyczne - "na sucho"
Droga hamowania [m]
0
Wyniki badań
Klasyczne - "na sucho"
500
Klasyczne - "na mokro"
Klasyczne - "na mokro"
400
300
200
0
0
100
0
30
40
50
60
70
80
Prędkość początkowa v [km/h]
90
100
110
120
15
Wnioski
Dla wstawek segmentowych wykazano:
−
−
−
−
−
brak obszarów zwiększonych obciążeń cieplnych,
poprawną współpracę z kołem,
poprawę skuteczności hamulca,
zmniejszenie wrażliwości na warunki klimatyczne,
brak nierównomiernego zużycia (konieczna eksploatacja
obserwowana),
co oznacza, że:
− zmniejszone zostały odkształcenia cieplne wstawki,
− uzyskano równomierny rozkład nacisków
jednostkowych na powierzchni styku wstawki i koła.
16
Propozycje przyszłych prac
Przed wdrożeniem wstawek segmentowych do
eksploatacji powinny zostać przeprowadzone:

badania ruchowe pojedynczego pojazdu

eksploatacja obserwowana
17
Korzyści dla Instytutu Kolejnictwa

rozszerzenie wiedzy dotyczącej zachowania par
ciernych hamulca klockowego

możliwość wdrożenia do eksploatacji wstawek
segmentowych

prowadzenie badań ruchowych i eksploatacji
obserwowanej
18
Dziękuję za uwagę …
19