In the work improved system of equation of plane-parallel movement of the road train with single-axle O1-category trailer. Defined lateral reactions on the vehicle and trailer wheels at body roll, wheels slip caused by body roll and also developed road train spatial mathematical model in a transverse plane. This model is used to study the road train course stability with O1-category trailer. It is shown that the spatial model of road train with no vehicle and trailer wheels inclination has the same divergent instability characteristic as the plane road train layout.
This article deals with the possibilities of adhesion force changes of a road vehicle. The authors present the possibilities of reducing the adhesion force of road vehicles and, at the same time, present their own system for changing the radial reaction of the vehicle wheels. This system removes the disadvantages of a commercially available SkidCar system. A representative road test is chosen in the article to determine the stability in a straight-line drive. Furthermore, the authors report the courses of characteristic parameters describing the behavior of a vehicle for driving a conventional car on a sliding surface and compared to the 50 % radial reaction of a vehicle driven with the SlideWheel on dry asphalt. It is clear from the measured runs that it is possible to change the adhesion force by changing the adhesion weight transmitted by the vehicle wheels. The use of the proposed SlideWheel system is possible for the purpose of verifying vehicle stability, while improving the driver's ability to operate the vehicle under reduced-adhesion conditions. The main goal of this paper is to design a system for reducing the adhesive force in an experimental car and perform experimental measurements.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W sprzężonym układzie pociąg – tor, kontakt pomiędzy podukładami występuje na styku każdego koła z szyną. Najpopularniejszym obecnie modelem kontaktu stosowanym w symulacjach numerycznych drgań jest idealnie sprężysta, zlinearyzowana więź Hertz’a bazująca na teorii kontaktowej Hertz’a. W bogatszych wariantach modelu kontaktowego uwzględnia się dodatkowo dyssypację energii na styku koła z szyną. W literaturze brakuje porównań tych modeli wskazujących na skutki zastosowania konkretnego rozwiązania. Zasadniczym celem niniejszej pracy jest analiza porównawcza skutków zastosowania dwóch wybranych więzi kontaktowych w symulacjach numerycznych drgań układu pociąg – tor. Rozważono standardową zlinearyzowaną więź sprężystą typu Hertz’a i więź sprężysto-tłumiącą zdefiniowaną przez autorów, bazującą na tłumieniu histerezy. Skutki zastosowania tych więzi kontaktowych zbadano na podstawie porównania wyników symulacji pionowych drgań toru z nierównością progową, przez którą przejeżdża pociąg stanowiący zespół pojazdów kolejowych. Na podstawie wykonanych analiz numerycznych postawiono tezę, że zastosowanie modelu kontaktowego koło – szyna wzbogaconego o tłumienie histerezy jest sensowne wtedy, gdy badania są ukierunkowane na stan wytężenia toru i efekty zmęczeniowe w torze i pojeździe kolejowym. Stwierdzono ponadto, że pominięcie tłumienia w strefie kontaktu nieco zaniża prawdopodobieństwo wystąpienia utraty kontaktu, a więc nie prowadzi do prawidłowej identyfikacji tego zjawiska.
EN
In train – track coupled systems, interaction between subsystems occurs in wheel-rail contact. The most common contact model is perfectly elastic, linearized Hert’z spring. It has wide range of application in numerical simulations. In more detailed interaction models, the energy dissipation in wheel-rail contact is taken into account. There are no known comparisons of these models in the literature, that would indicate the effects of a specific solution application. In this paper, the main purpose is to analyze and compare the effects of two contact models in terms of numerical simulations of train – track vibrations. The reference contact model taken into account is linearized, perfectly elastic Hert’z spring. The second spring, proposed by the authors is enriched with viscous element based on hysteresis damping. Application of both models, and its effects were examined in plane, train – track vibrations simulations with threshold inequality excitation in the middle of the track length. Concluding from the analyzes performed, it was found that viscoelastic contact model application is important, when track stresses and fatigue are being investigated. In addition, it was found that neglecting the damping element in contact model reduces the probability of the wheel – rail contact loss phenomenon, and thus leads to incorrect identification of its occurrence.
The article presents the issues related to the wear of the outer outline of monoblock wheel rims in rail vehicles. The most often causes of wheel wear during commercial operation of rail vehicles are presented over the many decades of experiences gathered by European boards. The effects of rail vehicle wheels wear and countermeasures against wear are presented.
PL
W artykule przedstawiono problematykę związaną ze zużyciem zarysu zewnętrznego wieńców kół monoblokowych w pojazdach szynowych. Przedstawiono najczęstsze przyczyny zużycia kół podczas eksploatacji komercyjnej pojazdów szynowych na przestrzeni wielu doświadczeń zebranych podczas wielu dziesiątków lat przez zarządy europejskie. Zaprezentowano skutki zużycia kół pojazdów szynowych oraz środki zaradcze, przeciwdziałające zużyciu.
The subject of this text is the description of structural materials used in the structure of railway vehicle wheels. The characteristic of this structural element as well as its functional and material requirements are presented. The description of commonly used carbon steels and alternative construction materials, such as cast steel, ADI cast iron or aluminum alloys, are presented in the further part, which are supposed to limit the wear of the wheel-rail friction pair and reduce the level of noise.
PL
Przedmiotem niniejszego tekstu jest opis materiałów konstrukcyjnych stosowanych w budowie kół pojazdów szynowych. Przedstawiono charakterystykę tego elementu konstrukcyjnego, a także jego wymagania funkcjonalne oraz materiałowe. W dalszej części zaprezentowano opis powszechnie używanych stali węglowych oraz alternatywnych materiałów konstrukcyjnych, takich jak staliwa, żeliwa ADI czy stopy aluminium, które w założeniu miałyby ograniczać zużywanie pary ciernej koło-szyna oraz zmniejszać poziom emitowanego hałasu.
Koła bezciśnieniowe nie są nowym rozwiązaniem. Pierwsze informacje na ich temat ukazywały się przed wynalezieniem opon pneumatycznych. Odpowiednia konstrukcja oraz dobór materiałów elastycznej struktury i opasania współczesnych kół bezciśnieniowych mają odwzorować funkcję sprężonego powietrza opony pneumatycznej. Wspomniane elementy składowe koła będą decydowały o charakterze przenoszenia obciążeń. Obecnie dominującą formą elastycznej struktury są pojedyncze szprychy oraz struktura komórkowa zbudowana z wieloboków. Opasanie zawiera co najmniej jedną warstwę wzmocnienia z nierozciągliwego materiału. Liczba warstw wzmocnienia oraz ich ukształtowanie będą wpływać na zachowanie się koła podczas obciążenia.
EN
Non-pneumatic tires are not a new construction. The first information about them appeared before the invention of pneumatic tires. appropriate materials and design for flexible structure and band of modern non-pressure wheels are designed to mimic the functions of compressed air of a pneumatic tire. Mentioning the elements of the wheel structure will determine the nature of the load carrying. Mentioning the elements of the wheel structure will determine the nature of the load transfer. Currently, the dominant form of flexible structure are: single spokes and a cellular structure made of polygons. The band comprises at least one reinforcement layer of inextensible material. The number of reinforcement layers and their shape will influence the behaviour of the wheel during loading.
The article describes the design of a system used for the improvement of the adhesion of locomotive wheels to rails; the principle of which is based on the electromagnetic feeding of the contact area with the bulk material that has magnetic properties and high hardness (iron scale Fe3O4 and magnetite FeO×Fe2O3). The experimental results of laboratory and bench tests confirming the effectiveness of the proposed system compared with the existing devices using quartz sand to improve the adhesion of wheels to rails are presented. It is concluded that the use of an electromagnetic system for improving the particle supply to the wheel/rail interface is promising.
Complexity of grinding process and phenomena entailing it not always allow reaching required technological results, especially while machining surfaces of parts made of tough-to-machine steels, which are liable to crack propagation. Cracks can occur in these parts during grinding due to considerable temperature difference along the section, which can cause formation of high temporary internal tensile stress. Application of cooled air in grinding process exerts considerable influence over temperature decrease in cutting area. In addition, it depends not only on heat exchange, but also on properties of cold air flow. The greatest effect of temperature decrease can be reached by injection of cold air flow in cutting area with implementation of vortex effect, which occurs in swirl flow of compressed air originating in vortex tube. The study of heat generation during machining by tools with discontinuous cutting surface and vortex air cooling was carried out. Obtained thermophysical parameters of vortex air cooling (increase in speed of stream flowing, expansion degree, share of cold stream and decrease in humidity of air stream) allow reducing heat density due to growth of cooling effect in grinding zone. On the base of experimental studies we developed recommendations for choice of optimal grinding modes by tool with discontinuous cutting surface and vortex air cooling of flat parts made of steels being liable to cracking.
The paper discusses mechanical properties of modern wheeled mobile robots including aspects of kinematics and dynamics. Relevant features of these robots and of used types of wheels are considered. Robots are categorized into six groups according to kinematic structures, which can be obtained using various types of wheels. For each group mechanical properties, which characterize the robots are discussed. Various variants of the robots within particular groups are described and some examples of existing solutions are given. Individual variants of the robots are compared and assessed taking into account the possessed features.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper is devoted to the experimental and theoretical analysis of wheelset elastic properties on the railway vehicle-track interaction. Results of experimental measurements of stiffness components of wheelsets obtained by a new measurement method are shown. Some types of wheelsets are considered with different wheel-disk design. For the theoretical analysis of bending and torsional flexibility of the wheel and wheelset are used. To numerical modeling of the considered wheels and wheelsets models the Finite Element Method (FEM) are applied. Simulation of dynamic interaction between a railway bogie and a curved sector of track in the rigid multibody systems method (VI-Rail software) is modeled. Exemplary simulations results obtained from the bogie-track system model using flexible and rigid model of the wheel and wheelset are presented.
This paper illustrates an experience related to the use of 3D printing technology during the fabrication of elements for a supporting arm. The arm was a part of a test stand designed for an investigation of rotating wheels in contact with the ground. One of the crucial elements of a supporting arm is the hub, which was originally made from aluminium, however it was decided to replace it by the one made from ABS using 3D printing technology. The author decided to describe difficulties encountered during fabrication of the hub, together with a set of recommendations for future use of 3D printers.
To improve the working conditions of the electric locomotive running part, it is necessary to decrease unsprung masses, lateral loads and the angle of attack and provide the third body with proper tribotechnical properties. A new scheme of the freight electric locomotive running gear is elaborated in the work, which ensures a decrease of unsprung masses, relative sliding of a wheel on the rail and an angle of attack that provides resistance to the destruction of the third body in the contact zone.
RU
Для улучшения условий работы ходовой части электровоза зону контакта колеса и рельса необходимо уменьшить необрессоренные массы, поперечные силы и угол атаки и обеспечить наличие третьего тела с необходимыми триботехническими свойствами. В работе приведена новая схема ходовой части грузового электровоза, которая позволяет уменьшить относительную скорость скольжения колеса по рельсу и угол атаки, что повышает устойчивость третьего тела к разрушению.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono badania szlifowania zewnętrznych powierzchni cylindrycznych wykonanych ze stopu Hastelloy C-276 dla różnych parametrów kinematycznych szlifowania i różnych ściernic. Przeprowadzono analizę wpływu warunków obróbki na chropowatość powierzchni oraz zmiany składowych siły szlifowania.
EN
In the paper cylindrical grinding process has been studied in the machining of Hastelloy C-276 alloy for different grinding kinematic parameters and grinding wheels.. An analysis was carried out to investigate the influence of grinding conditions on the part surface roughness and the changes of grinding force components.
W artykule przedstawiono możliwości badawcze stanowiska do badania dynamiki pracy ogumienia zwłaszcza w zakresie analizy procesu rozpędzania. Pokazano również wstępne wyniki badań uzyskanych na stanowisku badawczym. Stanowisko może dalej służyć do prowadzenia badań właściwości ogumienia, optymalizacji procesu ruszania i realizacji prac nad automatyzacją napędu pojazdu.
EN
The paper presents the construction of the research stand, methods and instruments for dynamics measurement of driving pneumatic tyre and tyre/road – friction. Analysed research stand is equipped in a control system with possibilities of test programming and measurement results recording. Certain research results of the driving process are presented. All the activities concerning described analysis were conducted within the limits of the general research project 4T12C01826 in Technical University of Łódź.
The article presents continuation of research carried out in [9]. However, its object are the changes in the tangential reaction forces occurring between the road surface and the wheels during the straightforward braking. Assumptions used in the analysis are the same as in [9], since they concern the same case study.
W pracy zaprezentowano różne sposoby symulacyjnych badań procesów energetycznych w kontakcie tocznym koło – szyna. Obliczenia dokonano przy zastosowaniu metody modelowania procesów energetycznych, która wykorzystuje pojęcie energii jednookresowej. Przyjęto, że ze strony koła na szynę działa nieciągła periodyczna siła nacisku. Model układu dynamicznego koło – tor został opisany liniowym układem równań różniczkowych drugiego rzędu. Przeprowadzono symulacje komputerowe dla różnych parametrów mechanicznych i wyznaczono odpowiednie wartości energii zaabsorbowanej przez szynę. Wskazano na możliwości rozszerzenia modelu liniowego o elementy nieliniowe przez uwzględnienie nieliniowych charakterystyk parametrów dynamicznych podkładu. W pracy zaprezentowano także inny sposób modelowania kontaktu koło − szyna poprzez identyfikację źródeł ciepła na powierzchni szyny. Wykazano, że zaprezentowane badania modelowe procesów energetycznych w kontakcie koło – szyna mogą zostać wykorzystane do wspomagania diagnostyki pomiarowej pojazdu szynowego.
EN
Paper presents different ways of simulated investigations of energy processes in the results in a rolling wheel-rail contact. Calculations were carried out using the method of energy modeling using one-period energy concept. It was assumed that the from the wheel on the rail run discontinuous periodic force. Dynamic model of the wheel-rail contact has been described in a linear system of differential equations of second order. It was pointed the possibility of extending the linear model with the nonlinear elements to take into account the non-linear characteristics of the dynamic parameters of the sleeper. Several computer simulations for different mechanical parameters were done and set the appropriate amount of energy absorbed by rail was calculated. In this paper there was present another approach to model a wheel-rail contact which uses an identification of field sources on the rolling surface of rail. It has been shown that the presented model studies of energy processes in the contact wheel-rail can be used to assist in the diagnostics of the railway vehicle.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono nowatorskie podejście do problemów bezpieczeństwa przejazdu pojazdów przez tory wichrowate w warunkach quasi-statycznych z uwzględnieniem kąta nabiegania koła na szynę. W ten sposób kryterium Nadala zostało rozszerzone o następny parametr. Można wyciągnąć wniosek, że kryterium to ulega zmianie, wskutek postępu prac analityczno-badawczych.
EN
The paper presents the innovative approach to the security issues of vehicles riding on the twisted tracks in quasi-static conditions considering the angle of the striking angle of the wheel on the rail. In this way the Nadal criterion was extended for the next parameter. It can be drawn a conclusion that this criterion is changed as a result of analytical and research work progress.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W publikacji opisano metody akwizycji danych informujących o stanie powierzchni czynnej ściernicy bez konieczności demontażu narzędzia z obrabiarki. Pierwszą z opisanych metod jest tworzenie replik powierzchni w systemie RepliSet, druga metoda polega na skanowaniu przestrzennym powierzchni ściernicy z wykorzystaniem skanera Atos III. Jako metodę pomiarową referencyjną przyjęto pomiary SGP narzędzia z wykorzystaniem mikroskopu konfokalnego. Wyznaczono parametry oceny SGP powierzchni uzyskanych z wykorzystaniem badanych metod oraz metody referencyjnej. Porównano wyniki badań.
EN
The publication describes the method of data acquisition informing about the state of the active surface of the wheel without removing the tool from the machine. The first of these methods is to create replicas area RepliSet system, the second method involves spatial scanning of the wheel using the scanner Atos III. As a reference measurement method adopted measures SGP tools using a confocal microscope. Set parameters for assessing the SGP surface obtained from the use of these methods and the reference method. We compared results.
Opracowanie obejmuje zestawienie znanych rozwiązań materiałowych oraz metod ulepszania powierzchniowego kół jezdnych suwnic, celem wydłużenia ich czasu zdatności eksploatacyjnej. Omówiono stosowane metody regeneracji kół jezdnych technologią napawania. Stwierdzono, że odpowiednio dobrany materiał, obróbka powierzchniowa i regeneracja, umożliwiają wydłużenie czasu użytkowania kół jezdnych. Odpowiedni dobór materiałów na koła jezdne i technologii ich ulepszania i regeneracji, wpływają na zmniejszenie kosztów eksploatacji urządzenia. Regeneracja kół jezdnych techniką napawania staliwem węglowym i stopowym, pozwala uzyskać odpowiednie ich parametry użytkowe i żywotność. Artykuł ma charakter przeglądowy. Jego celem jest usystematyzowanie i przeprowadzenie syntezy istniejących rozwiązań w zakresie materiałów i technologii umożliwiających wydłużenie żywotności kół jezdnych suwnicy.
EN
The paper is reviewing and discuss a known materials and methods used in practice to improve the surface of crane wheels. The aim is to extend the operational suitability of their time. Also has been discussed the methods used to regenerate wheels surfacing technology. It was state, that choosing the appropriate material, surface treatment and recovery, it is possible to extend the operational use of wheels. Proper selection of materials for the wheels and their improvement and regeneration technologies, influence to reduce the cost of the device exploitation. Wheels regeneration with use the surfacing technique including carbon and alloy cast steel, allows for appropriate their performance and service life. Article has an overview character. Its purpose is to systematize and carry out the synthesis of existing solutions in the field of materials and technologies that allow the wheels extend the operation life of the crane.
Koło samochodu osobowego składa się z felgi oraz opony. Opona przenosi obciążenie od pojazdu na drogę. Reakcja nawierzchni powoduje deformacje elementów koła i generuje naprężenia w układzie. Jeżeli rozpatrywać ten układ w wybranych momentach, to zagadnienie dynamiczne można sprowadzić do statycznego. Wiedząc, że felga ma budowę, w której wyróżnić można powtarzające się segmenty, dodatkowo można ograniczyć analizę do wybranego fragmentu koła. Przyprowadzono symulacje obciążenia koła w czasie normalnej eksploatacji, jazdy po równej nawierzchni oraz trzy przypadki obciążenia siłą działającą na powierzchnię boczną opony. Rozpatrzono przypadki: obciążenia prostopadłego do powierzchni opony i równoległego do nawierzchni drogi, siły działającej stycznie do powierzchni opony i prostopadle do nawierzchni drogi oraz obciążenie złożone będące sumą obu sił. Przedstawiono wyniki symulacji w postaci rozkładów naprężeń oraz skorelowanych z nimi deformacji. Pokazano również deformacje kątowe elementów koła względem osi, przy której efekt obciążeń bocznych jest największy. Wszystkie analizy wykonano wykorzystując metodę elementów skończonych w aplikacji Comsol Muliphysics.
EN
A vehicle wheel consists of a rim and a tire. The tire transfers forces from vehicle to a road. The road reaction causes wheel’s parts deformations and generates stresses in these parts. If the wheel is considered in a chosen time points, the dynamic problem can be reduced to static situation. Bearing in mind that the wheel is a periodic structure that the specific elements are repeated with the same angle, additionally analysis can be narrowed down to a properly chosen wheel section. In this work, there’re the simulation of the case when the vehicle wheel is under usual load, the car is moving on flat road and three cases when on the tire side surface of wheel additional load is imposed. There is considered the case: when the additional force is imposed perpendicularly into tire side surface and parallel with road, next case when the force is tangent to tire side surface and perpendicular into a road, eventually the case where imposed force is the sum of both. The simulation results are presented in the form of stress distribution and correlated deformations. The angular displacements of the wheel elements about the specified axis, which brings on the biggest effect of the load application, are presented as well. All analyses are obtained by using finite elements method in Comsol Mutliphysics software.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.