Development a Forecasting Method of Friction Pairs Wear of the Current Collection

• Autorzy: Antonov A. V. , Bolshakov Y. L. , Sychenko V. G.

Warianty tytułu

PL

Metoda prognozowania zużycia par ciernych w urządzeniach odbierających prąd

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Purpose: Development a forecasting method of friction pairs wear of the current collection on electric rail transport. Relevance: The most costly in the operation of the electrified railway transport are maintenance and repair of contact networks and pantographs. The costs magnitude depends of the catenary type, electric rolling stock, materials of the friction pair „contact wire – contact strip” and environment parameters. For today there is no consensus regarding the choice of the pantograph contact strips type for the specific operating conditions of the electric rolling stock. Therefore, the resource elements of the friction pair ineffi ciently used. A solution to this problem would be to a forecasting method of friction pairs wear of the current collection. Scientific novelty: Developed a method forecasting wear of contact wires and contact strips basis on the of the neural network model. To build a neural network was used the experimental dependences and was taken into account the change pressing force of the pantograph along span of the catenary, current value, current collecting elements type and modify the parameters environment. Practical importance: The proposed method allows to estimate the wear of the contact pair without the necessity for additional bench tests. This will significantly increase the effectiveness of the design new and modernization of alreadyexploited contact network sections.

PL

Cel: Opracowanie metody prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierających prąd w kolejowej trakcji elektrycznej. Znaczenie: Utrzymanie i naprawa systemu sieci trakcyjnej i pantografów są najbardziej kosztowne w eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. Wielkość kosztów zależy od typu sieci trakcyjnej, elektrycznego taboru kolejowego, materiałów, z których są wykonane pary cierne, tzn. przewodu jezdnego i nakładki stykowej oraz parametrów środowiska. Do dzisiaj nie dokonano wyboru typu nakładki stykowej pantografu dla konkretnych warunków eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. W związku z tym, właściwości elementów par ciernych nie są efektywnie wykorzystywane. Rozwiązaniem tego problemu może być metoda prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierania prądu. Innowacja naukowa: Opracowana metoda prognozowania zużycia par ciernych przewodu jezdnego i nakładki stykowej jest oparta na modelu sieci neuronowej. W celu zbudowania sieci neuronowej wykorzystano zależności eksperymentalne i wzięto pod uwagę zmianę sił nacisku na pantograf wzdłuż przewodu trakcyjnego, wartość prądu, typy elementów urządzeń odbierania prądu i zmiany parametrów środowiska. Znaczenie praktyczne: Zaproponowana metoda pozwala ocenić zużycie pary ciernej przewodu bez konieczności przeprowadzenia dodatkowych badań stanowiskowych, co znacznie zwiększy efektywność projektowania nowych i modernizacji już istniejących odcinków sieci trakcyjnej.

Słowa kluczowe

EN

forecasting; neuron; current collector; contact strip; contact wire; wear

PL

prognozowanie; neuron; odbierak prądu; nakładka stykowa; przewód jezdny; zużycie

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Z. 177
• Strony: 13--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Antonov A. V.

• Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V.Lazarian

autor

Bolshakov Y. L.

• OOO Gloriya, Zaporizhia, Ukraine

autor

Sychenko V. G.

• Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V.Lazarian

Bibliografia

• 1. Yandovich V.M., Sychenko V.G., Antonov A.V.: The comparative analysis of the catenaries in the European Union and Ukraine: the organization of a reliable current collection, Electrifi cation of transport, 2014/7, pp. 67–77.
• 2. Kuptsov YU.E.: (2001) Conversations about the current collection and its reliability, efficiency and on ways to improve, Moscow: Modern.
• 3. Bolshakov YU.L., Antonov A.V.: Increase the resource of current collector elements of the electrified high-speed transport in operating conditions, Science and Transport Progress, Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2015/4, p. 57–70.
• 4. Frayfeld, A.V., & Brod G.N.: (1991) Design of a contact network (3th ed.). Moscow: Transport.
• 5. Berent V.YA.: (2015) Materials and properties of the electrical contacts in the devices of railway transport, Moscow: Intext.
• 6. Holm R.: (1961) Electrical contacts, Moscow: Foreign literature.
• 7. Gershman I.S., Bolshakov YU.L., Sychenko V.G.: The compatibility of the various current collector materials on the same part of the contact wire, Railway transport of Ukraine, 2008/5, pp. 56–59.
• 8. Kuptsov YU.: Research of some physico-technical characteristics and service properties of coal inserts, Proceedings of the Central scientific research Institute the Ministry of transport and communications,1962/233, pp. 67–84
• 9. Kuptsov YU.E.: The increase resource of a contact wire, Moscow: Marshrut 1972.
• 10. Kiessling F., Puschmann R., Schmieder A., Schneider E.: (2009) Contact Lines for Electric Railways: Planning, Design, Implementation, Maintenance, Second Edition, Wiley, John & Sons.
• 11. Sitarz M., Adamiec A., Manka A.: (2016) Uszkodzenia węglowych nakładek stykowych pantografów kolejowych stosowanych w Polsce, Technika transportu szynowego, 1–2, 70–74.
• 12. Da Hai He, Manory R., Grady N.: (1998) Wear of railway contact wires against current collector materials, Elsevier, Wear 215, pp. 146–155.
• 13. Kubo S., Tsuchiya H.: (2005) Wear properties of metal-impregnated carbon fiber-reinforced carbon composite sliding against a copper plate under an electric current, World Tribology Congress III.
• 14. Bucca G., Collina A.: (2009) A procedure for the wear prediction of collector strip and contact wire in pantograph – catenary system, Elsevier, Wear 266, 46–59.
• 15. Guangning WU. et al.: (2016) Evolution of the electrical contact of dynamic pantograph–catenary system, Transport, 24 (2), 132–138.
• 16. Shang F. et al.: (2016) Research Status and Development Trend of Pantograph Contact Strip Materials. SMAE, 67, 163–167.
• 17. Kudryashov E.V. et al.: (2013) Modelling of the dynamic interaction between pantographs and catenary, using the finite element method, Proceedings of the sixth international Symposium „Eltrans-2013”, pp. 215–226.
• 18. Mikheev V.P., Sidorov O.A.: (2003) New method of predicting wear, Locomotive, 8, pp. 41–42.
• 19. Antonov A.V. et. al.: A device for determining the friction coefficient and wear rate of friction pair, Patent UA, no. 116437, 2017.
• 20. State Standard 32680 – 2014, 2015 Contact elements of current collectors of electric rolling stock, Standartinform.
• 21. Khaikin S.: (2006) Neural networks, Full course 2nd ed. Moscov: Publishing house „Williams”.