Рассматривается возможность оценки динамических состояний во взаимодействии элементов тяговых двигателей электровозов и устройств для обеспечения коммутационных процессов. ЦЕЛЬ исследования заключается в разработке метода математического моделирования для оценки особенностей динамических состояний, возникающих в условиях повышенного уровня вибрационных воздействий. МЕТОДЫ. Предлагается математическая модель работы коллекторно-щеточного узла тягового двигателя как составного твердого тела, в котором при действии периодических сил могут быть реализованы условия ненарушения контакта при совместных колебаниях элементов составного твердого тела. Разработана методологическая основа оценки динамических состояний взаимодействия элементов коллекторно-щеточного узла при вибрациях корпуса тягового двигателя, возникающих при взаимодействиях с рельсовым путем. Для построения математических моделей используются методы структурного математического моделирования, в рамках которого механической колебательной системе сопоставляется структурная модель, эквивалентная в динамическом отношении системе автоматического управления. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Показаны возможности оценки влияния внешних вибраций корпуса тягового двигателя на работу коллекторно-щеточного узла с учетом возможностей колебаний якоря тягового электрического двигателя. Описана последовательность действий по приведению задачи комплексного нагружения при одновременном действии нескольких сил к упрощенной постановке задачи оценки условий нагружения контакта элементов при коммутационном процессе. ВЫВОДЫ. Предложен метод построения математической модели контактирования элементов коллекторно-щеточного узла в условиях вибрации корпуса тягового электродвигателя. Представлена математическая модель работы коллекторно-щеточного узла в условиях вибрации корпуса тягового электродвигателя, отображаемого расчетной схемой в виде механической колебательной системы с тремя степенями свободы.
The article deals with the possibility of evaluating dynamic states in the interaction between the elements of electric locomotive traction motors and devices providing switching processes. The PURPOSE of the study is to develop a mathematical modeling method for assessing the features of dynamic states arising under the increased level of vibration. METHODS. The paper proposes a mathematical model of commutator-brush assembly operation of the traction motor as a composite solid, in which the conditions of contact non-breaking can be implemented under the joint vibrations of the composite solid elements and influence of harmonic forces. A methodological basis is developed for the assessment of dynamic states of the interaction of commutator-brush assembly elements under the traction motor body vibrations arising under the interaction with the rail. The methods of structural mathematical modeling, in which the mechanical oscillatory system is correlated to a structural model that is dynamically equivalent of the automatic control system, are used to build the mathematical models. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The possibilities to estimate the effect of external vibrations of the traction motor body on the operation of the commutator-brush assembly are shown taking into account the possibilities of oscillations of the traction electric motor armature. Description is given to the sequence of actions on reduction of the problem of complex loading at the simultaneous action of several forces to the simplified setting of the problem of estimation of element contact loading conditions at switching. CONCLUSIONS. The method is proposed to construct a mathematical model of commutator-brush assembly elements contact under traction motor body vibration. The article provides a mathematical model of commutator-brush assembly operation under traction motor body vibration which is represented by the design scheme in the form of a mechanical oscillating system with three degrees of freedom.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.