Модернізація гальмівної важільної передачі електровоза

UKR: Кваліфікаційна робота магістра присвячена вирішенню актуальної інженерної задачі підвищення надійності та експлуатаційної ефективності гальмівної системи електровоза шляхом модернізації гальмівної важільної передачі. Актуальність теми зумовлена зростанням вимог до безпеки руху поїздів, інтенсивною експлуатацією тягового рухомого складу та необхідністю зменшення простоїв локомотивів, спричинених несправностями гальмівного обладнання. У роботі виконано конструктивно-експлуатаційний аналіз гальмівної важільної передачі електровоза, визначено її склад, принцип дії та особливості роботи в умовах реальної експлуатації. На основі аналізу статистичних даних про несправності гальмівної системи проведено оцінювання структури відмов і причин їх виникнення з використанням діаграм Парето та аналізу сумарного простою локомотивів. Встановлено, що значна частка відмов і найбільші втрати експлуатаційного часу пов’язані з елементами гальмівної важільної передачі та порушеннями технології технічного обслуговування і ремонту. У межах роботи визначено силові навантаження, що діють на елементи гальмівної важільної передачі під час гальмування, побудовано кінематичні та розрахункові схеми. Міцнісний аналіз виконано з використанням тривимірного комп’ютерного моделювання та методу кінцевих елементів у програмному середовищі SolidWorks. За результатами розрахунків установлено, що напружений стан основних елементів не перевищує допустимих значень, а наявні запаси міцності є достатніми для безпечної експлуатації. Водночас виявлено надлишкові запаси міцності окремих елементів, що створює передумови для конструктивної оптимізації та зменшення маси гальмівної важільної передачі. Отримані результати можуть бути використані під час модернізації гальмівних систем електровозів, а також у практиці технічного обслуговування і ремонту рухомого складу з метою підвищення його надійності та експлуатаційної готовності.

ENG: The master's thesis is devoted to solving the urgent engineering problem of improving the reliability and operational efficiency of the electric locomotive braking system by modernizing the brake lever transmission. The relevance of the topic is due to the growing requirements for train safety, intensive operation of rolling stock, and the need to reduce locomotive downtime caused by brake equipment malfunctions. The work includes a structural and operational analysis of the electric locomotive's brake lever transmission, determining its composition, principle of operation, and features of operation in real-world conditions. Based on the analysis of statistical data on brake system malfunctions, an assessment of the structure of failures and their causes was carried out using Pareto charts and an analysis of the total downtime of locomotives. It was found that a significant proportion of failures and the greatest losses of operating time are associated with elements of the brake lever transmission and violations of maintenance and repair technology. Within the scope of the work, the force loads acting on the elements of the brake lever transmission during braking were determined, and kinematic and calculation diagrams were constructed. Strength analysis was performed using three-dimensional computer modeling and the finite element method in the SolidWorks software environment. The calculations showed that the stress state of the main elements does not exceed the permissible values, and the existing strength reserves are sufficient for safe operation. At the same time, excessive strength reserves of individual elements were identified, which creates prerequisites for structural optimization and reduction of the mass of the brake lever transmission. The results obtained can be used in the modernization of electric locomotive braking systems, as well as in the maintenance and repair of rolling stock in order to increase its reliability and operational readiness.