DOI: https://doi.org/10.15802/stp2019/182013

THE MODERNIZATION OF THE ELEMENTS OF THE BRAKE LEVER TRANSMISSION OF FREIGHT CARS BOGIES

V. G. Ravlyuk

Abstract


Purpose. This study seeks to identify a rational way to modernize the brake lever transmission elements of freight car bogies. Methodology. Theoretical and operational studies concerning the structural limitations of the appearance of abnormal wear on the brake pads of the lever transmission of freight cars have been performed. The analytical approach to the justification of the technical and technological way of improving the existing design of the brake lever transmission is used. The recommendations of the modernization of the brake struts of the freight cars are given. Findings. Existing performance of existing brake lever transmissions has been found to be inefficient due to the inclination and pressing of the upper edges of the pads on the rolling surfaces of the wheels while running of trains without braking. Harmful friction with the formation of double friction wear of the working fluid leads to a condition where, due to the eccentric action of dynamic loads, up to 95% of the total number of pads are in a damaged state. The solutions for the restoration of existing brake beams designs were proposed. The chosen simplicity of the method of repair work is that the location of the service opening in the brake struts is transferred to a rational place. The method of modernization offered in the work is reduced to the fact that according to special calculations in the existing brake strut, at its restoration the minimum number of repair operations is performed. Originality. It is theoretically proved that in a brake beam a harmful torque from dynamic forces is formed, which causes abnormal wear of the brake pads. Calculated force analysis, taking into account these factors, identified the main disadvantage and identified the possibility of its elimination. A model was developed for the first time to reduce the non-normative wear of the brake pads due to the rational way of upgrading the brake strut. Mathematical calculations have been adapted to the formulation of the force loads of the elements of the brake levers, which tilt the brake beam to rest against the upper edges of the pads at the rolling surface of the wheels. Practical value. The results of the research were tested on real rolling stock and received practical recommendations, which should be used in the design, modernization and operation of brake systems of both operating fleet and three-element bogies of the new generation.


Keywords


abnormal wear; brake pad, brake lever transmission (BLT); strut; brake beam; car; moment of force; dynamic forces; rational way, modernization

References


Babaev, A. M., & Danysh, P. D. (2008). Vliyanie razmeshcheniya tormoznykh kolodok na kolese gruzovogo vagona na effektivnost ego tormozheniya. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 22, 7-9. (in Russian)

Instruktsiia z ekspluatatsii halm rukhomoho skladu na zaliznytsiakh Ukrainy: TsT-TsV-TsL-0015, No. 264-Ts. (2004). Kyiv. (іn Ukrainian)

Lovska, A. O. (2019). Determination of the tank container stability relative to the frame of a flat car during train ferry transportation. Science and Transport Progress, 1(79), 139-150. doi.: 10.15802/stp2019/160182. (іn Ukrainian)

Koptovec, A. N., Shirin, L. N., Shlyahov, E. M., Denishchenko, A. V., Zil, V. V., & Yavorskaya, V. V. (2017). Modelirovanie rabochih processov treniya v kolodochnom kolesnom tormoze shahtnyh lokomotivov : Monografiya. Dnipro: Gosudarstvennoe vysshee uchebnoe zavedenie «Natsionalnyy gornyy universitet» (in Russian)

Nechvoloda, S. I., Nechvoloda, K. S., Kutishenko, O. V., & Romaniukha, M. O. (2009). UA Patent № 87764 Ukrainskyi instytut intelektualnoi vlasnosti (Ukrpatent).

Ravlyuk, V. G., & Nechvoloda S. I. (2017). UA Patent № 121889 Ukrainskyi instytut intelektualnoi vlasnosti (Ukrpatent).

Ravlyuk, V. G., & Nechvoloda S. I. (2019). UA Patent № 118624 Ukrainskyi instytut intelektualnoi vlasnosti (Ukrpatent).

Ravlyuk, V. G. (2019). Definition of the dual wear features of the brake shoes of freight cars. Zbirnyk naukovykh prats USURT. 183, 46-59. (in Ukrainian)

Ravlyuk, V. G. (2019). Investigation of features of dual wear of pads in brake system of freight cars. Science and Transport Progress, 2(80), 11-126. doi.: 10.15802/stp2019/166114 (іn Ukrainian)

Ravlyuk, V. G. (2018). Simultaneous kinetostatic analysis of brake immediate transmission of freight wagons. Zbirnyk naukovykh prats DUIT. Seriia: Transportni systemy i tekhnolohii, 32(1), 55-70. (in Ukrainian)

Radzikhovskiy, A. A., Omelyanenko, I. A., & Timoshina, L. A. (2009). Ustroystvo otvoda tormoznykh kolodok. Vagonnyy park, 11-12, 18-21. (in Russian)

Telezhka dvuhosnaya. Rukovodstvo po ekspluatacii 578.00.000 RE (2004). FGUP «PO Uralvagonzavod». Nyzhnyi Tahyl. (in Russian)

Blokhin, Y. P., Alpysbaev, K. T., & Panasenko, V. Y. (2012). Telezhki ZK1 poluvagonov, postroennykh v KNR. Vagonnyiy park, 9(66), 12-14. (in Russian)

Ambikaprasad, O. Chaubey, & Abhijeet, A. Raut. (2015). Failure Analysis of Brake Shoe in Indian Railway Wagon. IPASJ International Journal of Mechanical Engineering. 3 (12) 37-41. (in English)

Lovskaya, A., Gerlici, J., Fomin, O., Kravchenko, K., Prokopenko, P., & Lack, T. (2019). Improvement of the bearing structure of the wagon-platform of the articulated type to ensure the reliability of the fixing on the deck of the railway ferry. MATEC Web of Conferences, 254. Retrieved from https://clck.ru/FrMs9 doi: 10.1051/matecconf/201925402035 (in English)

Vineesh, K. P., Vakkalagadda, M. R. K., Tripath, A. K., Mishra, A., & Racherla, V. (2016). Non-uniformity in braking in coaching and freight stock in Indian. Railways and associated causes. Engineering Failure Analysis, 59, 493-508. doi: 10.1016/j.engfailanal.2015.11.023 (in English)

Vakkalagadda, M. R. K., Srivastava, D. K., Mishra, A., & Racherla, V. (2015). Performance analyses of brake blocks used by Indian Railways. Wear, 328-329, 64-76. doi: 10.1016/j.wear.2015.01.044 (in English)

Sharma, R. C., Dhingra, M., Pathak, R. K. (2015). Braking systems in railway vehicles. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). 4, 206-211. (in English)

Vernersson, T. (1999). Thermally induced roughness of tread-braked railway wheels: Part 1: brake rig experiments. Wear, 236(1-2), 96-105. doi: 10.1016/s0043-1648(99)00261-6 (in English)


GOST Style Citations


  1. Бабаев, А. М. Влияние размещения тормозных колодок на колесе грузового вагона на эффективность его торможения / А. М. Бабаев, П. Д. Даныш // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2008. – Вып. 22. – С. 7–9.
  2. Інструкція з експлуатації гальм рухомого складу на залізницях України : ЦТ-ЦВ-ЦЛ-0015 : затв. наказом Укрзалізниці від 28 жовтня 1997 р. № 264-Ц. – Київ, 2004. – 146 с.
  3. Ловська, А. О. Визначення стійкості контейнера-цистерни відносно рами вагона-платформи при перевезенні на залізничному поромі // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 1 (79). – С. 139–150. doi.: 10.15802/stp2019/160182
  4. Моделирование рабочих процессов трения в колодочном колесном тормозе шахтных локомотивов : монография / А. Н. Коптовец, Л. Н. Ширин, Э. М. Шляхов, А. В. Денищенко, В. В. Зиль, В. В. Яворская. – Днипро : Гос. высш. учеб. завед. «Нац. горный ун-т», 2017. – 258 с.
  5. Пат. 87764 Україна, МПК В61Н 15/00, В61Н 13/00. Пристрій для рівномірного зносу колодок в гальмівній системи візків вантажного вагона / Нечволода С. І., Нечволода К. С., Кутішенко О. В., Романюха М. О. ; заявник та патентовласник Укр. держ. акад. залізн. трансп. ; заявл. 02.01.2008 ; опубл. 10.08.2009, Бюл. № 15.
  6. Пат. 121889 Україна, МПК51 В60Т 1/02 (2006.01), В61Н 15/00, В61Н 13/00. Підсилюючий пристрій до паралельного відведення колодок від коліс у гальмівній системі візків вантажних вагонів / Равлюк В. Г., Нечволода С. І. ; заявник та патентовласник Укр. держ. акад. залізн. трансп. ; заявл.24.04.17 ; опубл. 26.12.17, Бюл. № 24.
  7. Пат. 118624 Україна, МПК В61Н 15/00, В61Н 13/36 (2006.01), В61Н 13/22 (2006.01). Спосіб і пристрій для підвищення довговічності та надійності механічної частини гальмівної системи вантажних вагонів / Равлюк В. Г., Нечволода С. І. ; заявник та патентовласник Равлюк В. Г., Нечволода С. І., ; заявл. 19.07.17 ; опубл. 11.02.19, Бюл. № 3.
  8. Равлюк, В. Г. Дефініція особливостей дуального зносу гальмових колодок вантажних вагонів / В. Г. Равлюк // Зб. наук. пр. Укр. держ. ун-ту залізн. трансп. – Харків, 2019. – Вип. 183. – С. 46–59. doi.: 10.18664/1994-7852.183.2019. 169643
  9. Равлюк, В. Г. Дослідження особливостей дуального зносу колодок у гальмовій системі вантажних вагонів / В. Г. Равлюк // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 2 (80). – С. 111–126.doi: 10.15802 / stp2019 / 166114.
  10. Равлюк, В. Г. Спрощений кінетостатичний аналіз гальмової важільної передачі візків вантажних вагонів / В. Г. Равлюк // Зб. наук. пр. Держ. ун-ту інфраструктури та технологій. Серія: Транспортні системи і технології. – Київ, 2018. – Вип. 32 (1). – С. 55–70.
  11. Радзиховский, А. А. Устройство отвода тормозных колодок / А. А. Радзиховский, И. А. Омельяненко, Л. А. Тимошина // Вагонный парк. – 2009. – № 11/12. – С. 18–21.
  12. Тележка двухосная. Руководство по эксплуатации 578.00.000 РЭ; ФГУП «ПО Уралвагонзавод». – Нижний Тагил, 2004. – 56 с.
  13. Тележки ZK1 полувагонов, построенных в КНР / Е. П. Блохин, К. Т. Алпысбаев, В. Я. Панасенко [и др.] // Вагонный парк. – 2012. – № 9 (66). – С. 12–14.
  14. Ambikaprasad, O. Chaubey. Failure Analysis of Brake Shoe in Indian Railway Wagon / O. Chaubey Ambikaprasad, A. Raut Abhijeet // IPASJ International Journal of Mechanical Engineering. – 2015. – Vol. 3. – Iss. 12. – P. 37–41.
  15. Improvement of the bearing structure of the wagon-platform of the articulated type to ensure the reliability of the fixing on the deck of the railway ferry [Електронний ресурс] / A. Lovskaya, J. Gerlici, O. Fomin, K. Kravchenko, P. Prokopenko, T. Lack // MATEC Web of Conferences. – 2019. – Vol. 254. – Режим доступу: https://clck.ru/FrMs9 – Назва з екрана. – Перевірено : 15.10.2019.doi: 10.1051/matecconf/201925402035
  16. Non-uniformity in braking in coaching and freight stock in Indian Railways and associated causes / K. P. Vineesh, M. R. K. Vakkalagadda, A. K. Tripathi, A. Mishra, V. Racherla // Engineering Failure Analysis. – 2016. – Vol. 59. – P. 493–508. doi: 10.1016/j.engfailanal.2015.11.023
  17. Performance analyses of brake blocks used by Indian Railways / M. R. K. Vakkalagadda, D. K. Srivastava, A. Mishra, V. Racherla // Wear. – 2015. – Vol. 328–329. – P. 64–76. doi: 10.1016/j.wear.2015.01.044
  18. Sharma, R. C. Braking systems in railway vehicles / R. C. Sharma, M. Dhingra, R. K. Pathak // International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) – 2015. – Vol. 4. – P. 206–211.
  19. Vernersson, T. Thermally induced roughness of tread-braked railway wheels : Part 1: brake rig experiments / T. Vernersson // Wear. – 1999. – Vol. 236. – Iss. 1/2. – P. 96–105. doi: 10.1016/s0043-1648(99)00261-6




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)