УДК: УПРАВЛЕНИЕ ФРИКЦИОННЫМ КОНТАКТОМ Г.А. Агабалов, М.М. Шестаков Научный руководитель д.т.н., проф. В.В. Шаповалов ФГБОУ ВО «Ростовский государственный университет путей сообщения», г. Ростов-на-Дону, Россия Подавляющее большинство машин и механизмов являются различного рода фрикционными системами (ФС), состоящими из нелинейных подсистем фрикционных контактов (ФК). В сфере железнодорожного транспорта особое внимание стоит уделить таким механическим трибосистемам, как «колесорельс» и «диск-тормозная колодка». Рабочие поверхности вышеуказанных фрикционных систем эксплуатируются при высоких интенсивных динамических нагрузках и подвергаются воздействию атмосферных осадков, различного рода загрязнений, температуры и т.п. При использовании таких "открытых" узлов трения, остро встает вопрос о преобразованиях в зоне фрикционного контакта, которые могут повлиять на эффективность, надежность, производительность, экологичность процессов протекающих в узле трения. Кроме этого, решая задачи по оптимизации или модернизации машин и механизмов, следует учитывать двойственную упругодиссипативную природу процессов трения и при создании физико-математической модели (ФММ) механической системы использовать выражение для силы трения в виде пониженной функции. Вещественная часть, в которой характеризует упругие свойства контакта, а мнимая-диссипативные. Узлы и детали машин в стадии проектирования подвергаются ряду расчетов, цель которых спрогнозировать их долговечность, износостойкость, для этого проводятся стендовые и эксплуатационные испытания опытных экземпляров машин и их отдельных деталей и узлов. Такие виды испытаний характеризуются большими затратами энергии, средств и времени. Вследствие этого всё более широкое применения получают методы испытаний на моделях с использованием законов физического подобия. На базе исследований в области физики твердого тела, динамики, триботехники были созданы теоретические основы для разработки ФММ фрикционных механических систем, в которых учитывается нелинейная взаимосвязь динамических процессов, протекающих на фрикционном контакте при обеспечении адекватности процессов трения и изнашивания, происходящих в натурном и модельном узлах трения. Рассмотрим ФММ на примере паркового вагонного замедлителя КНЗ5пк. Данный тип замедлителей наиболее часто применяются на объектах РЖД, как правило на сортировочных горках и наклонных подъездных железнодорожных путях, с целью снизить скорость движущихся отцепов «бегунков». Рис.1 – Эквивалентная расчетная схема балочного замедлителя КНЗ-5пк. При торможении рабочая поверхность тормозного диска и обод колеса контактируют, создавая при этом узел трения. В данной ФС есть ряд побочных параметров, таких как: быстрый износ поверхностей трения, высокие пиковые значения амплитуд фрикционных автоколебаний, а так же динамически изменяемая величина коэффициента трения. Данные проблемы можно решить добавлением в узел трения третьего тела, выполняющего роль плакирующего материала. Данные испытания в совокупности с исследованием адекватной ФММ позволят управлять фрикционным контактом оперируя входными параметрами, для этого используется способ динамического мониторинга мобильных ФС, суть которого заключается в контроле процессов трения и изнашивания путем анализа нормальной и тангенциальной составляющих сил фрикционного взаимодействия, их взаимного спектра и автотрибоспектра нормальной составляющей, а также их отношения в форме комплексного коэффициента передачи или амплитудофазочастотной характеристики. С помощью данного метода, можно в реальном времени диагностировать текущее состояние ФК, а так же спрогнозировать в краткосрочной или долгосрочной форме изменение ФК выполненную на основе базы интегральных оценок. Библиографический список 1. В.В. Шаповалов, Комплексное моделирование динамически нагруженных узлов трения машин – М.: Трение и износ, №3,1985 г.– с. 451 2. Шаповалов, В.В. Физико-математическое моделирование нелинейных фрикционных систем / В.В. Шаповалов, А.Ч. Эркенов, П.Н. Щербак, А.Л. Щербак, Э.Э. Фейзов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки – 2014 – № 6 (181). – С. 77-82. 3. Харламов П.В., Озябкин А.Л., Способ динамического мониторинга фрикционных мобильных систем –М.: Труды РГУПС, № 4, 2016, с. 98-106. 4. В.В. Шаповалов Актуальные задачи современной триботехники ипути их решения / В.В. Шаповалов, А. Сладковски, А.Ч. Эркенов // Известиявысших учебных заведений. Машиностроение – 2015 – № 1 – С. 64-75.
