Trwałość systemu szyna - koło - klocek hamulcowy

• Autorzy: Sitarz M. , Mańka A. , Chruzik K.

Warianty tytułu

EN

Durability of rail-wheel-brake shoe system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono kolejne etapy prac prowadzonych w Katedrze Transportu Szynowego Politechniki Śląskiej, związanych z badaniem i modelowaniem zjawisk zachodzących w układzie szyna - koło kolejowe - klocek hamulcowy podczas hamowania pociągu. Wykazano, że jednoczesne uwzględnienie wpływu zjawisk termicznych wynikających z hamowania pojazdu oraz zjawisk kontaktowych powoduje uzyskanie około dwukrotnie większych maksymalnych naprężeń redukowanych HMH w kole kolejowym, w stosunku do obciążeń uwzględnianych do tej pory w literaturze. Przedstawiono również wyniki badań własności wytrzymałościowych w funkcji temperatury (od 20 do 740 °C) dla materiałów stosowanych do budowy kół monoblokowych ER7, obręczy kół kolejowych B6 i wstawek hamulcowych PIO i zestawiono je, z wykorzystywanym do tej pory w obliczeniach, wynikiem badań ERRI z 1997 roku. Wykazano, że rozbieżności modułu Younga dla temperatury 400 °C wynoszą 15%, a dla temperatury 600 °C aż 31%. Jednocześnie przedstawiono wyniki analizy wpływu uwzględnionego modelu materiału koła na wyniki naprężeń maksymalnych uzyskiwane z modelu MES. Dla przedstawionego w artykule przykładu obciążeń eksploatacyjnych kół kolejowych różnice pomiędzy uzyskiwanymi wartościami maksymalnymi naprężeń redukowanych, przy zastosowaniu wykorzystywanych do tej pory własności materiałowymi a własnościami wyznaczonymi na podstawie badań eksperymentalnych wyniosły aż 28%.

EN

This paper presents following stages of investigations conducted in Department of Railway Engineering, connected with making research and modeling of phenomenon proceeded in rail-wheel-brake shoe system during braking. In this work proved that taking into account influents of thermal phenomenon arisen from railway braking and contact phenomenon simultaneously producing reduce stress HMH in railway wheel twice higher than results come from literature. It is present also methodology of investigation results for ER7 material used for monoblock wheels and B6 material used for wheel tyres. The obtained results were compared with results given in ERRI 169 report from 1997, which presents linear relationship of Young modulus vs. temperature for temperatures ranging from 0 to 800°C. Attention is drawn to significant differences between authors' investigation data and properties given in reference sources. The impact of these differences on the accuracy of numerical calculation taking train's braking process into account has been described. The obtained data should lead to considerable increase of convergence between numerical analyses and experimental tests results. This paper presents also the values of remaining quantities describing the mechanical properties of materials used for railway wheels, i.e. Poisson coefficient y, Rn,, Ro,2, A5, z. Ways of determining these quantities are described in detail. The numerical analyses were run for these properties, and this has made possible comparison of obtained stress distributions with the results obtained previously.

Słowa kluczowe

PL

szyna-koło-klocek hamulcowy; metody numeryczne; hamowanie pociągu

EN

rail-wheel-brake shoe; numerical calculation; train braking

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 61
• Strony: 215--224
• Opis fizyczny: bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Sitarz M.

autor

Mańka A.

autor

Chruzik K.

• Katedra Transportu Szynowego Politechniki Śląskiej Katowice, ul.Krasińskiego 8, tel.: (0-32) 6034148,

Bibliografia

• 1. Sitarz M., Mańka A., Hełka A.: Wpływ geometrii dylatacji na własności eksploatacyjne wstawek hamulcowych. Problemy Transportu, 1/2006, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006, s. 73-81.
• 2. Raport ERRI B 169. Thermische grenzen der radeln und Bremsklotze. MTEL P 98005 Utrecht 1987.
• 3. Raport ERRI B169.1. EntwurfzumUIC-merkblatt. 1998.
• 4. Sitarz M., Chriuzik K.: Certification of Designing and Calculations of Railway Vehicles Elements with Using the Numerical Methods, et al.: 7th World Congress on Railway Research, 4-8 June 2006, Kanada, CD.
• 5. Sitarz M.: Railway Wheelsets. Monograph, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
• 6. Sitarz M., Mańka A., Hełka A.: Badania modelowe i eksploatacyjne systemu koło-klocek hamulcowy - szyna. Zeszyt Naukowy Politechniki Śląskiej, seria Transport z. 56, nr 1658, Gliwice, 2004, s. 229-238.
• 7. Sitarz M., Mańka A., Hełka A.: Researches and modelling of thermal phenomena proceeded during braking in the set railway wheel-brake insert. MECHANICS '2004 International Conference, Kaunas University of Technology, Mechanika nr 5 (49), 2004, s. 60-64.
• 8. Piec P.: Badania eksploatacyjne elementów i zespołów pojazdów szynowych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2006.
• 9. Markusik S., Sitarz M.: Nowe materiały cierne o wysokiej trwałości i skuteczności hamowania. Maszyny Dźwigowo-Transportowe, nr 2/1997.
• 10. Grant Celowy KBN nr 6T12 078 2001 C/5667 "Opracowanie technologii i uruchomienie produkcji nowych wstawek kompozytowych klocka hamulcowego dla polskiego i zagranicznego taboru kolejowego".
• 11. Grant Własny KBN nr "Badanie, modelowanie i weryfikacja zjawisk termicznych z optymalizacją konstrukcji elementów układu koło-klocek hamulcowy (zgodnie z nowymi zaleceniami i normami europejskimi)".